Hastelloy B3
材料牌號：Hastelloy B3哈氏合金
美國牌號：UNS N10675
一、 Hastelloy B3（N10675）哈氏合金概述：
Hastelloy B3（N10675）是一種以鎳、鉬、鈷等元素組成的鎳基高溫合金，含鎳量約為65 %。 Hastelloy B3（N10675）鎳基合金材料是在哈氏合金B2的基礎上改進的新材料，提高了材料的熱穩定性，從而提高了耐蝕性能，同時，改善了熱成形與冷成形性能。近年來，已經越來越多地應用于化工裝備的生產制造中。
二、Hastelloy B3（N10675）化學成分：見表1-1。
表1-1% |
| C≤ |
Si≤ |
Mn≤ |
P≤ |
S≤ |
Cr≥ |
Ni≥ |
Mo≥ |
Cu≤ |
| 0.01 |
0.10 |
3.00 |
0.030 |
0.010 |
1.00-3.00 |
65.0 |
27.0-32.0 |
0.20 |
| Nb/Ta≤ |
Al≤ |
Ti≤ |
Fe≤ |
Co≤ |
V≤ |
W≤ |
Ni+Mo |
Ta≤ |
| 0.20 |
0.50 |
0.20 |
1.00-3.00 |
3.00 |
0.20 |
3.00 |
94.0-98.0 |
0.20 |
三、 Hastelloy B3（N10675）哈氏合金主要特性及焊接與加工：
1、材料分析：Hastelloy B3（N10675）哈氏合金板材固溶狀態的力學性能：隨加熱溫度上升，其抗拉強度、屈服強度、彈性模量會降低，而延伸率、熱膨脹系數、導熱系數和比熱略有升高；而隨冷態變形率的增加，其硬度、抗拉強度和屈服強度增加，延伸率降低。
2、成形加工特性：經分析，哈氏合金B3的成形加工特性主要有：
(1)、哈氏合金B3材料的延伸率較高，為冷壓成形創造了有利條件。
(2)、哈氏合金B3材料比奧氏體不銹鋼堅硬，加工硬化傾向更明顯，所以在冷成形時需要更大的壓力，或分步成形。
(3)、哈氏合金B3材料冷成形變形率小于10%時，不會對加工件的耐腐蝕性能造成影響，但在焊接加工中，殘余應力的存在可能會給焊縫造成熱裂紋。因此，對于后期需要焊接加工的工件，還是應盡可能消除殘余應力的影響。
(4)、變形嚴重的冷成形會提高哈氏合金B3材料的屈強比，還會增加應力腐蝕和裂紋的敏感性，常采用中間和最終熱處理工藝。
(5)、哈氏合金B3材料在高溫下對氧化性介質及硫、磷、鉛及其他低熔點金屬非常敏感。
(6)、在600～800℃區間，加熱時間過長，哈氏B3合金會產生脆性相，導致延伸率降低，而且在此溫度區間外力或變形受到限制時，容易發生熱裂紋。因此采用熱成形時，溫度必須控制在900℃以上。
(7)、哈氏合金B3材料加工壓制前，與工件接觸的模具表面清理干凈；冷加工時，可采用潤滑方法，成形后須立即脫脂處理或用堿清洗。
(8)、加工件出爐水冷后，表面的氧化膜較厚，應充分酸洗，如殘留有氧化膜，可能在下次壓制時產生裂紋；必要時，可在酸洗前噴砂處理。
3、焊接與成形：
(1)、在成形加工前，原坯料如果需要拼接焊縫，最好選擇鎢極氬弧焊（GTAW）焊接方法，這樣才能更好地保護焊縫不被氧化，如果采用手工電弧焊方法，很容易造成中間焊道被氧化，即使每層打磨清理，也難保清理徹底，有細微的氧化層殘留，也可能會對焊縫的成形加工性能造成影響。 工件焊接之前，必須去除坡口和母材表面的附著物和氧化層，因為氧化膜和雜質的存在會影響焊縫和熱影響區的性能。焊接最好選用小電流，避免過慢的速度， 不擺動，層間溫度控制在100℃以下，采用正、背兩面氬氣保護，避免合金元素高溫氧化燒損。 壓制前應將焊縫表面打磨光滑，去除焊縫表面較厚的氧化層并輔以酸洗。因為哈氏合金B3材料焊縫的氧化層很堅硬，直接酸洗難以去除，在壓制成形過程中很容易產生細微的裂紋，對焊縫的性能造成影響。
(2)、熱成形的優點是可一次成形，能避免加工硬化，如果成形溫度能控制好，還可免去熱處理。但熱成形過程中溫度變化很大，且每個區域都有不同，甚至與模具直接接觸的表面可能要遠低于金屬內部的溫度，很難測量和控制，一旦在加工過程中局部材料進入敏感溫度區，產生微裂紋等缺陷， 便很難在后期的固溶熱處理中消除。吸取加工廠的經驗， 選擇了冷成形工藝。壓制方法優先選用模壓，必須采用旋壓時也要采用冷旋壓，或溫度不超過400℃的溫旋壓。
(3)、冷成形過程中，變形率較大時要采用分步成形工藝。分步成形要進行中間熱處理，宜選用固溶熱處理，溫度控制在1000℃以上。選擇固溶熱處理工藝，溫度達到1060～1080℃。加工件最終壓制成形后還要再進行一次固溶熱處理，消除殘余的應力，避免影響后續的焊接質量。
四、熱處理：
Hastelloy B3（N10675）哈氏合金在熱處理之前和熱處理過程中，應始終保持 工件清潔和無污染， 這一點非常重要。在加熱過程中，工件不能接觸硫、磷、鉛及其他低熔點金屬，否則會損害合金的性能，使合金變脆。加熱爐最好為電爐，如采用燃氣或燃油爐，燃料中的含硫量越低越好，根據材料廠家推薦，天然氣和液化石油氣中的硫的總含量不大于0．1% （V），城市煤氣中硫的含量不大于0．25g/m3 ，燃油中硫含量應少于0．5%（W）為較好。
爐氣必須潔凈并以微還原性為宜，應避免爐氣在氧化性和還原性之間波動，加熱火焰不能直接接觸工件。工件入爐前必須支撐，避免高溫下發生不良變形。工件升溫速度盡可能快，必須待爐溫達到熱處理溫度后工件才能入爐。出爐后應快速水冷，用浸入法或全面積均勻噴淋，嚴禁采用水管澆注，以防冷熱不均，導致發生異常變形或撕裂。
五、Hastelloy B3（N10675）哈氏合金的品種規格與供應狀態：
1、品種分類：君木鋼鐵集團可生產各種規格的Hastelloy B3無縫管、Hastelloy B3鋼板、Hastelloy B3圓鋼、Hastelloy B3鍛件、Hastelloy B3法蘭、Hastelloy B3圓環、Hastelloy B3焊管、Hastelloy B3鋼帶、Hastelloy B3絲材及配套焊材。
2、交貨狀態：無縫管：固溶+酸白，長度可定尺；板材：固溶、酸洗、切邊；焊管：固溶酸白+RT%探傷，鍛件：退火+車光；棒材以鍛軋狀態、表面磨光或車光；帶材經冷軋、固溶軟態、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細磨光狀態交貨。
