HastelloyC-22是什么合金Hastelloy相对应牌号（NO6602）

C-22哈氏合金是一种抗腐蚀性能良好的镍基合金。该材料作为电镀锌导电辊外部包覆层材料时，其焊接以及焊缝区域的抗腐蚀性问题成为影响导电辊工作寿命的关键因素。一般导电辊制造中C-22哈氏合金焊接的主要方式仍然是TIG焊，焊缝区域非常容易产生缺陷，造成表面耐磨性能与抗腐蚀性能的下降，严重影响了哈氏合金覆层的使用寿命。

1 试验材料、设备及工艺

试验材料为C-22哈氏合金，板厚10.5 mm,其成分如表1所示。

图1为激光焊焊接哈氏合金的单面焊双面成形焊缝形貌，由图可见，在优化的参数下焊缝成形良好，未见气孔、未焊透和未熔合等缺陷。

2 金相组织分析

比较TIG焊焊缝金相组织(图2)与激光焊焊缝金相组织(图3)可以发现两者焊缝区域主要由大量的柱状晶组成，由于激光焊的冷却速度更快，其焊缝的柱状晶晶粒更小，排列也更为紧密，晶间的黑色析出相也比TIG焊要少。

针对10.5 mm厚的C-22哈氏合金，采用了1125℃×70 min的规范进行固溶处理，焊缝金属为奥氏体+孪晶奥氏体组织，焊缝金属柱状晶完全消失，其金相组织如图4所示。

3焊缝抗腐蚀性能测定

3.1 电化学试验

用线切割分别从TIG焊的焊缝和母材区域取出φ12mm的圆作为试样；对于焊缝区域较小的激光焊焊接部分，则切取面积约106mm²的不完整圆作为试样。在测试面的背面焊上导线，并将测试面以外的区域，用按比例配制的环氧树脂和固化剂进行密封。

考虑到导电辊的工作环境，因此将试样置于与工作环境近似的溶液体系中，进行极化曲线的测试，便于分析研究各个试样在通有外部电流状态下的电化学性能与抗腐蚀性能。测得的电极电位和极化曲线分别见图5a和5b。

由图5a电极电位可见，C-22哈氏合金填丝TIG焊的电极电位和母材非常接近，激光焊的电极电位高于填丝TIG焊焊缝和母材，这说明，激光焊焊缝抗腐蚀能力优于填丝TIG焊焊缝和母材，其原因是激光焊时高功率激光束对焊缝金属起净化作用。

由图5b极化曲线可见，在外部电流相同时，电极电位从高到低排列顺序是：焊态激光焊缝>固溶处理后激光焊缝>母材>填丝TIG焊焊缝，即在实际工作环境中，其耐腐蚀性也按顺序排列。

3.2 化学腐蚀

用线切割从激光焊试板中取焊缝中心的区域为试样，并从母材也取相同尺寸的区域作为试样。从试验获得数据，根据失重计算腐蚀速率，如图6所示。

将暴露面积基本一致的激光焊焊缝与TIG焊焊缝做比较(见图6a),发现在整个试验中，激光焊焊缝的腐蚀速率都要低于TIG焊焊缝的腐蚀速率。

图6b为热处理后的焊缝与母材的比较。试验中热处理焊缝为激光焊焊缝，分别置于大气与氮气保护环境中，在1125℃处理70 min后，大气中热处理的焊缝直接空冷，氮气保护热处理的焊缝在氮气保护中，炉冷却至250℃后，取出后再空冷。从上图可以发现，激光焊焊缝(大气环境热处理)的抗晶间腐蚀性能要略优于激光焊焊缝(氮气保护热处理),整体上与母材相接近。同时，激光焊焊缝(未热处理)的腐蚀速率要略低于热处理过的焊缝。

4试验结果分析

4.1电化学试验结果分析

腐蚀电位的高低决定着电化学腐蚀的倾向，一般腐蚀电位越低，腐蚀倾向越大。开路电压测得自然腐蚀电位、电极电位的顺序与极化曲线得到的腐蚀电位顺序基本一致。激光焊焊后热处理过的焊缝腐蚀电位最高，TIG焊焊缝最低，母材的腐蚀电位介于两者之间。这说明激光焊后形成的致密组织有很好的抗腐蚀性能，而TIG焊焊缝的抗腐蚀性能则相对来说要低很多。

腐蚀电流的大小与组织均匀性有关，组织相对均匀的母材与热处理后的焊缝试样腐蚀电流较小，而激光焊和填丝TIG焊后的焊缝组织，由于组织不均匀，腐蚀电流较大。

4.2化学腐蚀结果分析

填丝TIG焊的焊缝试样，其焊缝以及热影响区在腐蚀介质中会有明显的晶间腐蚀现象，产生大量宏观的晶间腐蚀的裂纹和凹坑，这些宏观缺陷可作为应力腐蚀的裂纹裂源，严重影响在该环境下工作的产品的寿命。

大气环境热处理的激光焊缝，抗晶间腐蚀性能要略优于氮气保护热处理的激光焊缝。氮气保护中的试样，为防止表面氧化而随炉冷却，随炉冷却的冷却速度慢，因此试样停留在敏化温度的时间也要长许多，大量富Mo相在焊缝和母材区域析出，造成了其抗腐蚀性能迅速下降。而空冷的冷却速度要快得多，可以使焊缝在得到近似母材组织的同时，抑制富Mo相的析出，达到组织内应力与抗腐蚀性能间的平衡。

未经固溶处理的激光焊焊缝，拥有很好的抗腐蚀性能，与极化曲线试验结果一致，这证明激光焊的冷却速度快、热影响区小、激光纯化作用等特点形成的焊缝组织、抗腐蚀性能很强。激光焊冷却的温度梯度一般远高于固溶热处理后冷却的温度梯度，因此形成的致密组织拥有比母材更好的抗腐蚀性能。但未经热处理的试样由于其组织的均匀性不佳，母材与焊缝间存在组织和硬度梯度的突变，造成了一定内应力的存在，在实际使用中，仍然会对产品的寿命产生影响。

5 结 论

(1)电极电位测定结果表明，C-22哈氏合金填丝

TIG焊的电极电位和母材非常接近，激光焊的电极电位高于填丝TIG焊焊缝和母材的电极电位，激光焊焊缝抗腐蚀能力优于填丝TIG焊焊缝和母材。

(2)由极化曲线可见，在外部电流相同时，电极电位从高到低排列顺序是：焊态激光焊焊缝>固溶处理后激光焊焊缝>母材>填丝TIG焊焊缝，即在实际工作环境中，其耐腐蚀性也按其顺序排列。

(3)化学腐蚀结果表明，激光焊焊缝的腐蚀速率低于TIG焊焊缝的腐蚀速率，这说明激光焊焊缝的抗腐蚀性能高于TIG焊焊缝，再次证明激光焊对于提高接头的抗腐蚀性能是有利的。