哈氏合金本身属于镍基合金，２０世纪６０年代，哈氏耐腐蚀合金得到了突破性的发展，特别是合金c。２０世纪70-80年代，耐腐蚀合金的性能再次得到提升，并开始针对不同的使用环境进行专门的优化。２０世纪９０年代。为了增强在还原性介质中、尤其是在硫酸和氢氟酸介质中的抗腐蚀能力，开发出了合金c。

目前，化工装置采用的哈氏合金主要有镍一钼合金（Ｂ类），此类合金在盐酸、硫酸及非氧化性酸中都具有极好的耐腐蚀性；镍一铬一钼合金（Ｃ类），此类合金在氧化性和非氧化性酸中都具有很好的耐腐蚀性；镍一铬一钼一铜合金（Ｇ类），此类合金在热硫酸及磷酸中具有很好的耐腐蚀性”。哈氏合金c属于镍一铬一钼合金的范畴。

C的性能

金属是否会发生腐蚀一般取决于该金属的标准电极电位与溶液中所含物质可能发生的还原反应（阴极反应）的平衡电位之间的比较。如果该金属的标准电极电位低于溶液中某物质还原反应的平衡电位则会产生腐蚀，如果该金属的标准电极电位高于溶液中某物质还原反应的平衡电位则不会产生腐蚀。因而一般而言，金属的标准电极电位高者，其本身耐蚀性能较好，镍的标准电极电位为-0.25V，仅比铜低，与氢接近，因此镍具有较好的耐蚀性。尤其是抵抗氯离子引起的应力腐蚀能力是所有的不锈钢所不能比拟的。

镍为面心立方结构，晶体学上的稳定性使得它能够比铁基合金容纳更多的合金元素（铬，钼等），以达到抵抗各种环境的能力。在Ｃ一２７６中铬的含量是１４．５％一１６．５％，溶勰于基体中的铬是最重要的耐蚀合金元素。加入铬提高了合金的抗氧化性及耐氧化性酸腐蚀，原理是在腐蚀过程中合金表面生成了含ｃｒ２０。的产物，这些腐蚀产物具有很好的致密性和连续性，不易破坏和剥落，因而阻滞了腐蚀过程的进行，大大降低了腐蚀率，使合金产生了很好的钝化。镍中加入钼主要是提高合金在盐酸等还原性介质中的耐蚀性，随着Ｍｏ含量的增加，合金在还原性介质中的耐蚀性也随之提高，Ｍｏ含量超过15%时，合金在还原性酸中的耐蚀性明显提高，而当Ｍｏ含量达到３０％时，具有最佳的耐蚀效果，这是因为随着Ｍｏ含量增加，合金在盐酸和硫酸中的自腐蚀电位逐渐正移，合金的抗还原性能力明显提高。在镍基合金Ｃ一２７６中，Ｍｏ的含量为１５％～１７％。且钨、钻等元素也进一步提高了其耐腐蚀性。因此，在充氧或有氧化剂存在的还原性酸以及在有氯离子、氟离子存在的氧化性酸中，Ｃ一２７６都具有独特的耐蚀性，同时还具有优良的耐点蚀、耐均匀腐蚀及耐晶间腐蚀性能。

在丹化醋酐二期工程中，主要的工艺介质有醋酸、醋酐、甲醇、碘甲烷等，其中醋酸、醋酐等在工艺过程中对设备和管线具有强烈的腐蚀性。醋酸的氧化还原特性与溶解氧有直接的联系，在有氧条件下，醋酸的腐蚀特征与氧化性酸很相似。当醋酸中含有较多卤素离子时，其腐蚀性更强，因为卤素离子能强烈的吸附在金属表面，使金属表面钝化膜局部受损，从而发生点腐蚀。此外，醋酸的浓度对其腐蚀性影响很大，浓度在９０％左右时，其腐蚀性最强。同时，温度对醋酸的腐蚀性影响也很敏感，在常温时，任何浓度醋酸的腐蚀性都不强，但随着温度的升高，其腐蚀性逐渐增强，而且孑Ｌ蚀倾向严重，当温度接近或超过沸点时，其腐蚀性急剧增强。在实际工程装置中，面对几种不同介质的混合酸在一定的压力和温度下相互作用，设备和管件基本上使用超低碳奥氏体不锈钢或哈氏合金。

图1-5为哈氏合金C在几种酸中的腐蚀速率（mm/a）曲线。

C２７６的金相组织为奥氏体，金相结构为面心立方晶格结构，其敏化温度范围为~℃，建议的敏化处理温度为℃。由于C中碳含量降至小于或等于0.01％，硅含量降至小于或等于0.08％，降碳可减少合金中碳化物的析出数量，降硅可减少合金中金属间相的析出数量，因此，提高了其抗晶问腐蚀性能。C晶间腐蚀试验采用ASTMＧ一28A法，即硫酸铁（Ⅲ）一硫酸试验法，其敏化曲线，如图6所示。

作为镍基合金的C，其力学性能与奥氏体不锈钢接近，具有很好的塑性及韧性，由于韧性很高，冲击试样有时冲不断，因此一般都没有必要将室温冲击韧性作为材料的验收技术要求。C比奥氏体不锈钢有更高的高温长时拉伸强度，即高温持久强度和高温蠕变强度。C在低温下有比室温更高的强度，而且仍具有良好的塑性和韧性，因此技术上可用作低温压力容器。当然由于C比其它低温容器材料铜、奥氏体不锈钢等价格高很多，并不常用于低温压力容器。C的密度为8.／cm3，熔化温度范围为一℃，其热膨胀系数与低碳钢接近且稍高，但C的热膨胀系数与低碳钢的差别比奥氏体不锈钢与低碳钢的差别较小，因此以低碳钢为基层，C为衬层或复层时所受到的温度应力要比以奥氏体钢为衬层或复层时所受到的应力低些。以下是ASME中C的钢号、合金含量、拉伸性能及使用状态，见表1-3。

C的焊接特点

C

的

焊接比碳钢和低合金钢焊接较易形成气孔，尤其是在氧化性焊接环境中，产生气孔的几率更大。因为C

的

焊缝金属在高温下会与氧反应生成NiO，冷却过程中又与溶于金属中的氢反应生成水蒸气，与溶于金属中的碳反应生成一氧化碳，在结晶时这些气体往往来不及逸出而会形成气孔。尤其是在其与异种钢焊接时，由于钢中的碳含量往往较高，可能产生的一氧化碳量较多，形成气孔的敏感性可能会较大，因此焊前对工件表面进行清除，以减少产生气孔的可能。

C

焊

接时一般不会产生冷裂纹，但其焊接有较高的热裂纹敏感性，即焊接接头易产生热裂纹，这主要是镍和硫、磷及ＮｉＱ等都能形成低溶点共晶，C

焊

缝合金凝固时常形成粗大的树枝状奥氏体结晶，低溶点杂质更容易集中于晶界，在晶粒凝固收缩应力和焊接应力的作用下，未完全凝固的晶界低溶点物很容易被拉裂形成热裂纹。焊接材料中的硫含量对热裂纹形成的敏感性更起到关键作用。一般镍合金焊丝中硫的含量应低于0.01％～0.03％，焊条的熔敷金属中的硫含量应低于0.一0.03％。焊接材料中加入锰可与硫形成硫化锰，减少晶界镍和硫生成低溶点共晶的量，可明显降低焊缝形成热裂纹的敏感性。因此，在焊接时选择热裂纹敏感性低的焊接材料。

C

通

常可使用的焊接方法有钨极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊和手工电弧焊等。当采用钨极惰性气体保护焊时，哈氏合金C

同

种材料或与异种钢（碳钢、低合金钢）焊接的焊接材料为：ＡＷＳＡ５．１４ＥＲＮｉＣｒＭｏ一４或ＥＲＮｉｃｒＭｏ—１３，其化学成分，见表４。

哈氏合金C

的

焊接接头应采用全焊透结构，以保证其耐腐蚀性。与碳钢相比，哈氏合金C

的

物理性能特点主要是具有较低的热导率和较高的膨胀系数，同时由于熔融金属的粘滞性，在焊接接头的设计应采用较大的坡口角度。图７列出了C几种典型板材对接和角接的焊接接头坡口型式。

哈氏合金C的焊接性能在许多方面与奥氏体不锈钢相似，具有良好的可焊性，所以只要按照正确的焊接方法和工艺要求进行操作，可以保证焊接质量。要求焊接时须做到：１）焊接环境要清洁，包括压力容器的组对、焊接、吊运与摆放的场地、施工人员和工艺装备均应做到无尘、无风、无铁、铜污染。２）施焊前应去掉剪切硬化层，可用手工打磨或刨边机加工的方法去掉该硬化层。３）施焊前，应对焊接接头坡口两侧各２５舢范围内进行严格的机械清理，彻底清除油污和一切硫、铅等杂质，以免焊缝与焊接接头中因镍与硫或铅作用而产生脆性。用清洗剂进行清洗（包括填充丝）后及时施焊，清洗剂为丙酮。特别要注意不可用棉纱、毛巾等擦拭坡口，防止棉絮沾粘在焊接坡口中，焊接时碳化污染焊缝。

４）在根部焊接时，一旦不进行惰性气体保护焊，背面的焊道很快氧化，因此应在背面采用保护的工卡模具。５）每道焊道厚度不能厚，以防止热输入量太大，每道焊道的层问温度≤１００℃，以最大限度的减少合金元素烧损和焊道变色，影响耐腐蚀性能。６）不可有咬边、高低不平、焊缝变色及接头过高或未接上等焊接缺陷或影响耐腐蚀因素的出现。

此外，为了不降低C抗缝隙腐蚀的能力，在C

制

成的容器内件应进行合理的结构设计及正确的焊接工艺，如塔体与塔盘支承圈的焊接，应采用双面连续焊，避免采用单面焊或间断焊，如图８所示，否则，在塔内壁和支承圈之间会产生间隙和液体滞留部位，经过一段时间后，在该处聚积沉淀物和其它污染物，使该处产生缝隙腐蚀和裂纹呤。

结束语

哈氏合金C作为高级的镍基合金，其对不同的介质环境具有优越的抗腐蚀性能，而且和奥氏体不锈钢相比具有许多独特的优点。#C哈氏合金管#