N10276管板法兰 N10276对焊法兰盖 HastelloyC-276法兰锻环 哈氏合金(Hastelloy alloy)
一、引言
哈氏合金是镍基合金的一种，目前主要分为B、C、G三个系列，它主要用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合，在国外已广泛应用于石油、化工、环保等诸多领域。其牌号和典型使用场合如下表所示。
哈氏合***号
为改善哈氏合金的耐蚀性能和冷、热加工性能，哈氏合金先后进行了三次重大改进，
其发展过程如下：
B系列 ：B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
C系列 ：C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) →  C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)
G系列 ：G  → G-3（00Cr22Ni48Mo7Cu） →  G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu)
目前使用***的是***代材料N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、N06455(C-4)和N06985(G-3)。第三代材料N10675(B-3)、N10629(B-4)、N06059(C-59)处于推广阶段。由于冶金技术的进步，近年来出现了多个牌号的含~6%Mo的所谓“超级不锈钢”，替代了G系列合金，使得G系列合金的生产和使用迅速下降。

 Hastelloy C-276合金(哈氏C-276合金)
一、耐蚀性能
哈氏C-276合金属于镍-钼-铬-铁-钨系镍基合金。它是现代金属材料中最耐蚀的一种。主要耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐，在低温与中温盐酸中均有很好的耐蚀性能。因此，近三十年以来、在苛刻的腐蚀环境中，如化工、石油化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、环保等工业领域有着相当广泛的应用。
哈氏C-276合金的各种腐蚀数据是有其典型性的，但是不能用作规范，尤其是在不明环境中，必须要经过试验才可以选材。哈氏C-276合金中没有足够的Cr来耐强氧化性环境的腐蚀，如热的浓硝酸。这种合金的产生主要是针对化工过程环境，尤其是存在混酸的情况下，如烟气脱硫系统的出料管等。下表是四种合金在不同环境下的腐蚀对比
试验情况。(所有焊接试样采用自熔钨极氩弧焊)

C-276合金中高含量的Ni和Mo使其对氯离子应力腐蚀断裂也有很强的抵抗能力，下表是四种金属在不同含氯离子溶液中的应力腐蚀断裂试验情况。
氯离子应力腐蚀断裂试验情况
试验溶液        弯曲U形试样试验时间（Hours）和试验结果
典型316        AL-6XN        Inconel 625        C-276
42%MgCl2(沸腾)        失败(24小时)        兼有(1000小时)        抵抗(1000小时)        抵抗(1000小时)
33%LiCl(沸腾)        失败(100小时)        抵抗(1000小时)        抵抗(1000小时)        抵抗(1000小时)
26%NaCl(沸腾)        失败(300小时)        抵抗(1000小时)        抵抗(1000小时)        抵抗(1000小时)

二、物理性能
C-276合金的物理性能如下表所示：
密度：8.90g/cm3, 比热：425J/kg/k, 弹性模量：205Gpa(21℃)
热传导率
温度        热传导率
℃        W/m.K
-168        7.3
-73        8.7
21        10.2
93        11.0
204        13.0
316        15.1
427        17.0
538        19.0
线膨胀系数
线膨胀系数
从21℃到        线膨胀系数
℃        10-6 /℃
93        11.2
204        12.0
316        12.8
427        13.2
538        13.4

三、机械性能
典型的C-276合金的拉力试验结果如下表所示，其材料是在1150℃退火，并以水急冷。
力学性能试验值
温          度    (℃)        屈服强度σ0.2      (Mpa)        抗拉强度σb      (Mpa)        延伸率δ5           （%）
-196        565        965        45
-101        480        895        50
21        415        790        50
93        380        725        50
204        345        710        50
316        315        675        55
427        290        655        60
538        270        640        60

对C-276合金进行冷变形加工会使其强度增加。在对其进行冲击试验时，V形槽冲击试样采用10mm厚的板材（板材要经过退火处理），如果试样是采用焊接的试样，则在同样的温度范围，它会显示出一定的柔韧性，这是因为焊缝的原因。板材冲击试验结果如下表所示。
试验温度（℃）        V形槽试样冲击功（J）
-196        245
21        325
200        325
C-276合金和普通奥氏体不锈钢有相似的成形性能。但由于其比普通奥氏体不锈钢的强度要大，所以，在冷成形加工过程中会有更大应力。此外，这种材料的加工硬化速度比普通不锈钢快得多，因此在有广泛冷成形加工过程中，要采取中途退火处理。
四、焊接及热处理
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的抗腐蚀性能。