哈氏合金的焊接工艺？

哈氏B-2合金焊缝金属及热影响区由于易析出β相而导致贫Mo，从而易于产生晶间腐蚀，因此，哈氏B-2合金的焊接工艺应谨慎制定，严格控制。一般焊接工艺如下：焊材选用ERNi-Mo7；焊接方法GTAW；控制层间温度不大于120℃；焊丝直径φ2.4、φ3.2；焊接电流90~150A。同时，施焊前，焊丝、被焊接件坡口及相邻部位应进行去污脱脂处理。 　　哈氏B-2合金热传导系数比钢小得多，如选用单V型坡口，则坡口角度要在70°左右，采用较低的热输入量。通过焊后热处理可以消除残余应力并改善抗应力腐蚀断裂性能。

C-276合金的焊接性能和普通奥氏体不锈钢相似，在使用一种焊接方法对C-276焊接之前，必须要采取措施以使焊缝及热影响区的抗腐蚀性能下降最小，如钨极气体保护焊（GTAW）、金属极气体保护焊（GMAW）、埋弧焊或其他一些可以使焊缝及热影响区抗腐蚀性能下降最小的焊接方法。但对于诸如氧炔焊等有可能增加材料焊缝及热影响区含碳量或含硅量的焊接方法是不适合采用的。 　　关于焊接接头形式的选择，可以参照ASME锅炉与压力容器规范对C-276焊接接头的成功经验。 　　焊接坡口最好采用机械加工的方法，但是机械加工会带来加工硬化，所以对机械加工的坡口处进行焊接前打磨是必要的。 　　焊接时要采用适宜的热输入速度，以防止热裂纹的产生。 　　在绝大多数腐蚀环境下，C-276都能以焊接件的形式应用。但在十分苛刻的环境中，C-276材料及焊接件要进行固溶热处理以获得最好的抗腐蚀性能。 　　C-276合金的焊接可以选择自身作焊接材料或填料金属。如要求在C-276的焊缝中添加某些成分，象其它镍基合金或不锈钢，并且这些焊缝将暴露在腐蚀环境中时，那么，焊接所用的焊条或焊丝则要求有和母材金属耐腐蚀相当的性能。 　　哈氏C-276合金材料固溶热处理包括两个过程：（1）在1040℃~1150℃加热；（2）在两分钟之内快速冷却至黑色状态（400℃左右），这样处理后的材料有很好的耐蚀性能。因此仅对哈氏C-276合金进行消应力热处理是无效的。在热处理之前要清理合金表面的油污等可能在热处理过程中产生碳元素的一切污垢。 　　C-276合金表面在焊接或热处理时会产生氧化物，使合金中的Cr含量降低，影响耐蚀性能，所以要对其进行表面清理。可以使用不锈钢丝刷或砂轮，接下来浸入适当比例硝酸和氢氟酸的混合液中酸洗，最后用清水冲洗干净。

表面一定要光滑，可用四氯化碳清洗，焊接的时候炸得特别厉害而导致密封面不平，可用氮气边焊接边吹就没问题。

哈氏合金（如Hastelloy C-276、C-230等）是一种高性能镍基合金，具有优异的耐腐蚀性和高温强度，广泛应用于石油化工、航空航天、核工业等领域。其焊接工艺需严格遵循技术规范，以确保焊接接头的质量和可靠性。
一、焊接方法选择
钨极氩弧焊（GTAW）
优点：热输入低，焊缝成型美观，适合薄壁件或高质量要求场景。
参数：电流80-120A，电压10-15V，焊接速度200-250mm/min，氩气流量15-20 L/min。
熔化极气体保护焊（GMAW）
优点：适用于厚板焊接，效率高。
注意：需采用多层多道焊，控制热输入以避免晶粒粗化。
手工电弧焊（SMAW）
适用场景：现场维修或灵活性要求高的施工。
焊条选择：推荐ENiCrMo-4，与母材成分匹配。
二、焊接前准备
表面清理
机械清理：用角磨机打磨焊接区域至金属光泽，清理宽度＞100mm。
化学清洗：浸入硝酸+氢氟酸混合液酸洗，清水冲洗后干燥。
坡口设计
加工方法：冷加工（如机械加工）确保尺寸精度，避免加工硬化影响焊接。
坡口清洁：打磨去除氧化层，丙酮清洗油脂。
三、焊接参数控制
参数 推荐范围 注意事项
焊接电流 80-200A（GTAW），根据板厚调整 电流过高导致熔池过大，晶粒粗化
焊接电压 10-15V 电压过低影响电弧稳定性
焊接速度 3-6英寸/分钟（75-150mm/min） 速度过快导致未熔合，过慢增加热输入
氩气流量 15-20 L/min 确保保护效果，避免氧化
层间温度 ≤90℃ 防止σ相脆化（375-875℃敏感区间）
四、焊接操作要点
气体保护
氩气纯度：≥99.99%，焊接全程保护，避免焊缝氧化。
焊材选择
焊丝：ERNiCrMo-4（含锰量高，改善润湿性）。
焊条：ENiCrMo-4（超低碳，防止晶间腐蚀）。
焊接顺序
对称焊接：减少变形，控制残余应力。
多层多道：厚板焊接需分层，每层清理焊渣。
收弧处理
填满弧坑：避免裂纹源，起弧前打磨前一道弧坑。
五、焊后处理与检测
热处理
固溶处理：1040-1150℃保温后快速冷却（水冷或空冷），消除应力并提高耐蚀性。
无损检测
射线检测（RT）：检测内部缺陷。
渗透检测（PT）：检查表面裂纹。
机械性能验证
拉伸测试：抗拉强度≥690MPa，延伸率≥35%。
冲击测试：-196℃冲击韧性≥180J。
六、典型缺陷与预防
缺陷类型 成因 预防措施
气孔 焊材潮湿、保护不良 严格烘干焊材，优化气体保护
裂纹 热输入过大、拘束应力高 控制层间温度，采用低热输入工艺
未熔合 焊接速度过快、电流过小 调整参数，确保熔池充分流动
七、应用案例与技术趋势
案例：核反应堆容器焊接（C-276合金，GTAW工艺），30年无腐蚀泄漏。
趋势：自动化焊接（机器人GTAW）提高一致性；窄间隙焊接技术减少热输入。

Hastelloy C-276
材料牌号：Hastelloy C-276哈氏合金
美国牌号：UNS N10276
德国牌号：W.Nr.2.4819   
一、 HastelloyC-276（N10276，2.4819）哈氏合金概述：
HastelloyC-276是一种含钨的镍铬钼合金，其硅、碳的含量极低。
1、HastelloyC-276（N10276，2.4819）哈氏合金的特点：
(1)、氧化和还原状态下，对大多数腐蚀介质具有优异的耐腐蚀性。
(1)、出色的耐点腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂性能。
2、HastelloyC-276（N10276，2.4819）哈氏合金牌号和标准：

4、Hastelloy（N10276，2.4819）哈氏合金物理性能：
(1)、Hastelloy C-276（N10276）密度：ρ=8.9g/cm3，
(2)、Hastelloy C-276（N10276）熔化温度范围：1325～1370℃，
(3)、Hastelloy C-276（N10276）Hastelloy C-276ISO-V 缺口试验：
平均值 ≥120J/cm2    室温≥120J/cm2    -196℃。
5、Hastelloy（N10276，2.4819）哈氏合金金相结构：Hastelloy C-276为面心立方晶格结构，其化学成分保证了金相稳定性和抗敏化性。
6、Hastelloy（N10276，2.4819）哈氏合金耐腐蚀性：
较高的钼、铬含量使Hastelloy C-276合金能够抵抗各种化学介质的侵蚀，包括还原性介质，如磷酸、盐酸、硫酸、氯气、有机或无机的含氯介质。由于镍含量较高，Hastelloy C-276能有效的抵抗由于氯导致的应力腐蚀开裂，甚至是热的氯化物溶液。
时间-温度-敏化曲线(含碳量0.008%，参照ASTM G28 方法A)

二、HastelloyC-276（N10276，2.4819）哈氏合金加工特性：
1、Hastelloy C-276（N10276）加工和热处理：
(1)、HastelloyC-276合金可以通过传统生产工艺制造和加工。
(2)、在热处理之前及热处理过程中应始终保持工件清洁和无污染。
(3)、应充分考虑到该合金在1000℃～600℃间快速冷却时对敏化的敏感性。
(4)、在热处理过程中不能接触硫、磷、铅及其它低熔点金属，否则会损害合金的性能，应注意清除诸如标记漆、温度指示漆、彩色蜡笔、润滑油、燃料等污物。
(5)、燃料中的含硫量越低越好，天然气中的硫含量应少于0.1%，重油中硫含量应少于0.5%。
(6)、加热炉的炉气以中性至微氧化性为宜，应避免炉气在氧化性和还原性之间波动，加热火焰不能直接烧向工件。
2、Hastelloy C-276（N10276）合金加热：
在热处理之前及热处理过程中应始终保持工件清洁和无污染。在热处理过程中不能接触硫、磷、铅及其它低熔点金属，否则Nicrofer 6616 hMo合金会变脆，应注意清除诸如标记漆、温度指示漆、彩色蜡笔、润滑油、燃料等污物。燃料中的含硫量越低越好，天然气中的硫含量应少于0.1%，重油中硫含量应少于0.5%。电炉加热是较好的选择，因为电炉可以精确控温，炉气干净。若燃气炉的炉气足够纯净，也可以选择。加热炉的炉气以中性至微还原性为宜，应避免炉气在氧化性和还原性之间波动，加热火焰不能直接烧向工件。
3、Hastelloy C-276（N10276）合金热加工：
(1)、HastelloyC-276的热加工温度范围1200℃～950℃，冷却方式为水冷或快速空冷。
(2)、为保证最佳的防腐性能，热加工后应进行热处理，工件应直接加入已升温的热处理炉。
4、Hastelloy C-276（N10276）合金冷加工：
(1)、Hastelloyc-276的加工硬化率大于奥氏体不锈钢，因此需要对加工设备进行挑选。工件应为固溶热处理态，并且在冷轧过程中应有中间退火。    
(2)、若冷轧变形量大于15%，则需要对工件进行二次固溶处理。
5、Hastelloy C-276（N10276）合金热处理：
(1)、Hastelloyc-276的固溶处理温度范围是1100℃～1160℃。
(2)、冷却方式为水淬，厚度小于1.5mm 的材料也可采用快速空冷。若采用空冷，则应在2 分钟内从1000℃冷却至600℃。
(3)、在热处理过程中，必须保持工件清洁。
6、Hastelloy C-276（N10276）合金去氧化皮：
(1)、Hastelloyc-276的表面氧化物和焊缝周围的焊渣的附着性比不锈钢更强，推荐使用细晶砂带或细晶砂轮进行打磨。
(2)、在用HNO3/HF混合酸进行酸洗前必须喷砂或打磨将氧化膜打碎。
7、Hastelloy C-276（N10276）合金机加工：由于对加工硬化敏感，因此宜采用低切削速度和重进刀进行加工，才能车入已冷作硬化的表层下面。
8、Hastelloy C-276（N10276）合金焊接：在对镍基材料进行焊接时，应遵循以下规程：
(1)、工作场地 工作场地应单独分开或与碳钢的加工区域有足够远的距离，尽可能保持清洁，设有隔板并避免两区域间通风。
(1)、工作服和辅助用品应佩戴干净的细纹皮手套，穿着干净的工作服。
(2)、工具和机器设备应该有镍基合金和镍铬钢的专用工具，钢丝刷应采用不锈钢材料制成，机器设备如剪切机、冲床、轧机等应该盖上毡、纸板或塑料纸以防铁碳金属掉在机器表面而使加工材料粘上，导致腐蚀。
(3)、清理：待焊接的材料应为固溶处理态，去除氧化皮、油污和各种标记印痕，并用丙酮对焊接区域的基体金属和填充合金（如焊条）进行清洁，注意不能使用三氯乙烯TRI、全氯乙烯PER和四氯化物TETRA。
(4)、边缘准备： 最好采用机加工，如车、铣、刨，也可以进行等离子切割，若采用后者，切割边缘（焊接面）一定要研磨干净平整，允许不过热的精磨。   
(5)、坡口角度：与碳钢相比，镍基合金和特种不锈钢的物理性能特点主要是低的热导率和高的膨胀系数，这些特性都要在焊接坡口准备时予以考虑，包括加宽底部间隙（1～3mm），同时由于熔融金属的粘滞性，在对接焊时应采用更大的坡口角度（60～70°）以抵消材料的收缩。
(6)、起弧：不能在工件表面起弧，应在焊接面起弧，以防起弧点导致腐蚀。
(7)、焊接工艺：Hastelloyc-276适合采用任何传统焊接工艺焊接，如钨电极惰性气体保护焊、等离子弧焊、手工亚弧焊、金属极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊。HastelloyC-276 填充金属，焊条： ENiCrMo-4，焊丝： ERNiCrMo-4。
四、HastelloyC-276（N10276，2.4819）哈氏合金应用：
1、应用领域：在化工和石化领域得到了广泛的应用，如应用在接触含氯化物有机物的元件和催化系统中。这种材料尤其适合在高温、混有杂质的无机酸和有机酸（如甲酸和乙酸）、海水腐蚀环境中使用。其它应用领域：纸浆和造纸工业，如煮解和漂白容器；FGD系统中的洗涤塔、再加热器、湿汽风扇等；在酸性气体环境中作业的设备和元件；乙酸和酸性产品的反应器；硫酸冷凝器；亚甲二苯异氰酸盐（MDI）；不纯磷酸的生产和加工。
2、应用范围：Hastelloy C-276在大多数化工领域和高温环境中得到了广泛的应用。典型应用领域：烟气脱硫系统，酸洗和酸再生工厂，乙酸和农用化学品生产，二氧化钛生产（氯法），电解电镀。
五、HastelloyC-276（N10276，2.4819）哈氏合金的品种规格与供应状态：
1、品种分类：特种合金可生产各种规格的HastelloyC-276无缝管、HastelloyC-276钢板、HastelloyC-276圆钢、HastelloyC-276锻件、HastelloyC-276法兰、HastelloyC-276圆环、HastelloyC-276焊管、HastelloyC-276钢带、HastelloyC-276丝材及配套焊材。
2、交货状态：无缝管：固溶+酸白，长度可定尺；板材：固溶、酸洗、切边；焊管：固溶酸白+RT%探伤，锻件：退火+车光；棒材以锻轧状态、表面磨光或车光；带材经冷轧、固溶软态、去氧化皮交货；丝材以固溶酸洗盘状或直条状、固溶直条细磨光状态交货。

一：牌号：Hastelloy B-3镍钼合金

二：化学成分：磷p（≤0.03）硫s（≤0.03）镍ni（余量）钼mo（27.0~32.0）钴co（≤3.0）碳c（≤0.05） 钨w（≤3.0）铁fe(1.0~3.0）锰mn（≤3.0）硅si(≤0.1)  铬cr(1.0~3.0) 

三：应用范围应用领域：

Hastelloy B-3合金可适用于先前 B-2 合金所有的用途。同 B-2 合金一样, Hastelloy B-3不推荐使用于三价铁盐和二价铜盐存在的环境中，因为这些盐会很快引起腐蚀破坏。当盐酸接触到铁和铜时, 会与之发生化学反应生成三价铁盐和二价铜盐。

四：物理性能：密度g/cm3（9.22）  熔点℃（1418） 弹性模量GPa（216）电阻率μΩ•m （137） 硬度（94）

五：概况：优秀的耐各种有机酸腐蚀的能力。Hastelloy B-3合金是镍钼合金家族中的一个新成员，它对于任何温度和浓度的盐酸都有极好的抗腐蚀性。同时它对于硫酸、蚁酸、磷酸及其他不具有氧化性的介质也具有有良好的抗腐蚀性。而且，由于对其化学成分作了调整，它的热稳定性相比于原来的Hastelloy B -2 合金有了大幅的提高。B-3合金对点腐蚀、应力腐蚀开裂、刀状腐蚀和焊接的热影响区的腐蚀等均有很高的抗力。