Hastelloy哈氏合金B3、碳化物形成元素、机械性能

Hastelloy B-3是一种以镍、钼、钴等元素组成的镍基高温合金，含镍量约为65%。Hastelloy B-3镍基合金材料是在Hastelloy B-2的基础上改进的材料，提高了材料的热稳定性，从而提高了耐蚀性能，同时，改善了热成形与冷成形性能。近年来，已经越来越多地应用于化工装备的生产制造中。

高温合金工作在600~1200℃， 高温性能要求： ⑴ 高温下的力学性能；
⑵ 高温下的抗腐蚀性能。

随着人类飞向太空， 核动力、 光子火箭的发展， 对高温的要求进一步提高， 将超出金属高温合金的极限，需要发展其他类型的高温材料。

HastelloyB-3相近牌号

中国 NS323

美国 UNSN10675

德国 W.Nr.2.4600

在高温下合金能具有较高的强度， 良好的疲劳性能、 断裂韧度， 以及强的抗氧化和抗热腐蚀性能， 并保持良好的组织稳定性和可靠的使用性能等综合性能。

化学成分

Ni ≥65

Cr 1.0-3.0

Mo 27.0-32.0

Fe 1.0-3.0

W ≤3.0

Co ≤3.0

C ≤0.01

Mn ≤3.0

Si ≤0.1

V ≤0.2

P ≤0.03

S ≤0.1

Cu ≤0.2

Al ≤0.5

Ti ≤0.2

Nb ≤0.2

Ta ≤0.02

Zr ≤0.1

铁基高温合金由奥氏体不锈钢发展而来， 在18-8型不锈钢中加入钼、 铌、 钛等合金元素， 使其在500~700℃温度下的持久强度提高。优点： 成本低， 可用于制作一些使用温度较低的航空发动机和工业燃气机上的涡轮盘、 导向叶片， 以及一些承力件、 紧固件等。

一般钴基高温合金含wNi= 10%~22% 和 wCr= 20%~30%， 以及钨、 钼、 钽、 铌等固溶强化和碳化物形成元素， 其含碳量较高， 是以碳化物为主要强化相的高温合金， 缺少共格类的强化相， 中温强度不如镍基高温合金。

HastelloyB-3物理性能

密度 9.24g/cm3

熔点℃ 1370-1418

弹性模量KN/mm2 216

热膨胀系数（20-100℃）μm/m℃ 10.6

缺点： 铁基高温合金由于沉淀硬化型的组织不稳定， 抗氧化性差， 高温强度不够， 仅可使用于800℃

Hastelloy B-3合金板材固溶状态的力学性能：

随加热温度上升，其抗拉强度、屈服强度、弹性模量会降低，而延伸率、热膨胀系数、导热系数和比热略有升高；而随冷态变形率的增加，其硬度、抗拉强度和屈服强度增加，延伸率降低。

以镍为基体， wNi> 50%， 可在700~1000℃温度范围内使用。优点： 镍基高温合金可溶解较多的元素， 具有较好的组织稳定性， 高温强度较高， 比铁基高温合金有更好的抗氧化性和抗腐蚀性。

Hastelloy B-2应用领域

Hastelloy B-3合金可适用于B-2合金的所有用途。同B-2金一样，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。

wCo 在40％~60％的奥氏体高温合金， 工作温度可达730~1100℃。优点： 当温度高于980℃时， 其强度很高， 抗热疲劳、 热腐蚀和耐磨腐蚀性都很佳， 适合于航空发动机， 工业燃气轮机， 舰船燃气轮机的导向叶片和喷嘴导向叶片以及柴油机的喷嘴等。