Hastelloy B-3哈氏合金-力学性能
Hastelloy B-3概述:
1.B-3合金是镍钼合金家族的新成员。它在任何温度和浓度下对盐酸都具有优异的耐腐蚀性。同时对硫酸、醋酸、甲酸、磷酸等非氧化介质具有良好的耐腐蚀性。
2.由于其化学成分的调整，其热稳定性较原B-2合金有了很大的提高。B-3合金具有较高的抗点蚀、应力腐蚀、刀口腐蚀和焊接热影响区腐蚀的能力。
Hastelloy B-3(N10675)合金的主要特性、焊接和加工：
1.材料分析:Hastelloy B-3(N10675) Hastelloy板材在固溶状态下的力学性能:随着加热温度的升高，其抗拉强度、屈服强度和弹性模量会降低，而延伸率、热膨胀系数、热导率和比热会略有升高；然而，随着冷变形速率的增加，其硬度、抗拉强度和屈服强度增加，而伸长率降低。
2.成形加工特点:经过分析，Hastelloy B-3的成形加工特点主要有:
(1)Hastelloy B-3材料延伸率高，为冷压创造了有利条件。
(2) Hastelloy B-3材料比奥氏体不锈钢更硬，加工硬化倾向更明显，所以在冷成型时需要更大的压力或分步成型。
(3)当Hastelloy B-3材料的冷成型变形率小于10%时，不会影响工件的耐腐蚀性能，但在焊接过程中，残余应力的存在可能会使焊缝产生热裂纹。因此，对于后期需要焊接的工件，应尽可能消除残余应力的影响。
(4)剧烈变形的冷成形会增加Hastelloy B-3材料的屈强比，也会增加应力腐蚀和裂纹的敏感性。经常使用中间和最终热处理工艺。
(5) Hastelloy B-3在高温下对氧化介质、硫、磷、铅等低熔点金属非常敏感。
(6)在600 ~ 800℃的温度范围内，加热时间过长会产生Hastelloy B-3合金的脆性相，导致延伸率下降。而且，当外力或变形限制在这个温度范围内时，容易发生热裂。因此，使用热成型时，温度必须控制在900℃以上。
(7)在哈氏B-3材料加工压制前，将模具与工件接触的表面清洗干净；冷加工时可采用润滑，成型后应立即进行脱脂或碱洗。
(8)加工件出炉水冷后，表面氧化膜较厚，应充分酸洗。如果有氧化膜残留，可能在下一次压制时开裂；必要时可以在酸洗前喷砂。
3.焊接和成型:
(1)成型加工前，如果需要拼接原毛坯，选择GTAW焊接方法，这样可以更好的保护焊缝不被氧化。如果采用手工电弧焊方法，容易造成中间焊缝被氧化。即使每一层都经过打磨和清洗，也很难保证彻底清洗干净，有轻微的氧化层残留，也可能影响焊缝的成形和加工性能。焊接工件前，必须清除坡口和母材表面的附着物和氧化层，因为氧化膜和杂质的存在会影响焊缝和热影响区的性能。选择低焊接电流，避免速度过慢，不摆动，层间温度控制在100℃以下，正反两面采用氩气保护，避免合金元素高温氧化燃烧。压制前应将焊缝表面打磨光滑，并用酸洗去除焊缝表面的厚氧化层。由于Hastelloy B-3材料焊缝中的氧化层非常坚硬，直接酸洗很难去除，而且在压制过程中容易产生细小裂纹，影响焊缝的性能。
(2)热成型的优点是可以一次成型，可以避免加工硬化。如果能控制好成型温度，也可以不进行热处理。但是热成形过程中温度变化很大，每个区域都不一样。甚至与模具直接接触的表面也可能比金属内部的温度低得多，这使得测量和控制变得困难。一旦局部材料在加工过程中进入温度敏感区，在后期的固溶热处理中就很难消除微裂纹等缺陷。借鉴加工厂的经验，选择了冷成型工艺。压制方法优选为模压，当需要旋压时，应采用冷旋压或温度不超过400℃的温旋压。
(3)在冷成形过程中，当变形率较高时，应采用分步成形工艺。分步成型需要中间热处理，最好是固溶热处理，温度要控制在1000℃以上。选择固溶热处理工艺，温度达到1060 ~ 1080℃。压制成型后需要进行固溶热处理，消除残余应力，避免影响后续焊接质量。
4.热处理:
Hastelloy B-3(N10675) Hastelloy合金在热处理前和热处理过程中，应始终保持工件清洁无污染，这一点非常重要。在加热过程中，工件不应与硫、磷、铅等低熔点金属接触，否则会破坏合金的性能，使合金变脆。加热炉是电炉。如果使用燃气或燃油炉，燃料中的硫含量越低越好。根据材料制造商的建议，天然气和液化石油气中的总硫含量不大于0.1% (V)，城市煤气中的总硫含量不大于0.25g/m3，燃料油中的总硫含量应小于0.5% (W)。
炉气必须是干净的，并且是稍微可还原的。应避免炉气在氧化和还原之间波动，加热火焰不能直接接触工件。工件在进入熔炉之前必须被支撑，以避免在高温下产生不良变形。工件加热速度尽量快，只有炉温达到热处理温度后，工件才能进入炉内。水从炉中排出后，应迅速冷却，并用浸渍法均匀喷洒整个区域。禁止用水管浇注，以防冷热不均造成异常变形或撕裂。
哈氏合金B-3的金相组织:
Hastelloy B-3具有面心立方晶格结构。该合金中铁和铬的含量被控制在非常低的值，这阻碍了Ni4Mo相在700-800℃的析出，从而降低了加工过程中的脆化风险。
哈氏合金B-3的特点:
瞬间暴露在中温下仍能保持优异的可塑性；优异的耐点蚀性和耐应力腐蚀开裂性；优异的刀口耐蚀性和热影响区耐蚀性；优异的耐醋酸、醋酸、磷酸等非氧化性酸的性能；在各种浓度和温度下具有优异的耐盐酸腐蚀性能；
Hastelloy B-3的应用领域有:
B-3合金可用于以前B-2合金的所有用途。B-3和B-2合金一样，不建议在有铁盐和铜盐存在的环境中使用，因为这些盐会很快造成腐蚀破坏。当盐酸与铁和铜接触时，会与它们反应生成铁盐和铜盐。
