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HastelloyG3

hastelloyG3特性及應(yīng)用領(lǐng)域概述：

Hastelloy G3合金簡(jiǎn)稱G3，是一種性能優(yōu)越的鎳基耐蝕合金，屬于含Mo、Cu的Ni-Cr-Fe系，它具有優(yōu)良的抗氧化和大氣腐蝕及抗應(yīng)力腐蝕開裂能力，而且具有較高的抗局部腐蝕（點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕）的能力。合金中由于含有較高的Fe，相對(duì)于其它鎳基耐蝕合金具有成本低的特點(diǎn)。G3合金常用于煙氣脫硫系統(tǒng)、造紙、磷酸生產(chǎn)蒸汽發(fā)生器和熱交換器中。用該合金制成的油井管具有優(yōu)異的抗H2S、CO2、Cl-腐蝕性能，是酸性氣田油井管的最佳選材。目前，世界范圍內(nèi)只有日本住友、美國(guó)SMC、德國(guó)V&M以及瑞典Sandvik能夠生產(chǎn)。

hastelloyG3工藝性能與要求：

熱變形過(guò)程

在高溫奧氏體區(qū)變形的金屬，隨著變形量的增大，加工硬化過(guò)程和高溫動(dòng)態(tài)軟化過(guò)程(動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶)同時(shí)進(jìn)行。

Ⅰ 加工硬化階段(0<ε<εc)

當(dāng)塑性變形小時(shí)，位錯(cuò)密度不斷增加，變形抗力也不斷增加直到最大值。另一方面，由于材料在高溫下變

變形過(guò)程受力情況

形，變形中產(chǎn)生的位錯(cuò)能夠在熱加工過(guò)程中通過(guò)交滑移和攀移等方式運(yùn)動(dòng)，使部分位錯(cuò)消失，部分重新排列，造成奧氏體的回復(fù)。由于位錯(cuò)的增值速度相對(duì)來(lái)說(shuō)與變形量無(wú)關(guān)，而位錯(cuò)的消失速度則與位錯(cuò)密度值有關(guān)。因此當(dāng)變形量逐漸增大時(shí)，位錯(cuò)密度也增大，位錯(cuò)消失速度也增大，反映在真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線上隨著變形量增大加工硬化速度減慢，但是總的趨向在第一階段還是超過(guò)動(dòng)態(tài)軟化，因此隨著變形量增加變形應(yīng)力不斷增加。

Ⅱ 開始再結(jié)晶階段(εc<ε<εs)

在第一階段動(dòng)態(tài)軟化抵消不了加工硬化，隨著變形量的增加金屬內(nèi)部畸變能不斷升高，達(dá)到一定程度后在奧氏體中將發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。通過(guò)大角度晶界的移動(dòng)，位錯(cuò)大量消失，位錯(cuò)原來(lái)集聚的地方形成新的晶粒。隨著變形的繼續(xù)進(jìn)行，在熱加工過(guò)程中不斷形成再結(jié)晶核心并繼續(xù)成長(zhǎng)直到完成一輪再結(jié)晶，變形應(yīng)力降到最低值。發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶需要一個(gè)最低的變形量，稱為動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的臨界變形量，以εc表示，εc幾乎與真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線上峰值應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變量εp相等，一般εc≈0.8-0.9εp。

Ⅲ 穩(wěn)定變形階段(ε>εs)

動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生后，隨著變形的繼續(xù)，一方面再結(jié)晶繼續(xù)發(fā)展，使金屬軟化；另一方面已發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的晶粒又承受新的變形，產(chǎn)生加工硬化。這兩個(gè)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，達(dá)到平衡時(shí)，流變應(yīng)力近似不變，使真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線近似水平。這種情況稱為連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶如。如果變形溫度較高，變形速率較小，則第三階段的真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線可能出現(xiàn)波浪式變化，稱為間斷動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。

熱變形機(jī)制

(1)動(dòng)態(tài)回復(fù)

動(dòng)態(tài)回復(fù)常常發(fā)生在一些層錯(cuò)能較高的金屬的熱塑性變形過(guò)程中，如鋁及鋁合金，工業(yè)純鐵、鐵素體鋼以及鋅、鎂、錫等金屬。這類金屬在熱塑性變形時(shí)，其位錯(cuò)的交滑移和攀移比較容易進(jìn)行，因此一般認(rèn)為動(dòng)態(tài)回復(fù)是這類材料熱加工過(guò)程中唯一的軟化機(jī)制，即使在遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于靜態(tài)再結(jié)晶溫度下進(jìn)行熱加工，通常也只有動(dòng)態(tài)回復(fù)而不發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。動(dòng)態(tài)回復(fù)過(guò)程中發(fā)生的組織演化主要是點(diǎn)缺陷、位錯(cuò)的消除和重排以及亞晶的形成。動(dòng)態(tài)回復(fù)的發(fā)生降低了變形畸變能，減小了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的驅(qū)動(dòng)力，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程受到一定抑制或根本不發(fā)生。

當(dāng)熱變形以動(dòng)態(tài)回復(fù)機(jī)制進(jìn)行時(shí)，其組織主要呈現(xiàn)以下特征：原始晶粒沿變形方向被拉長(zhǎng)，亞晶呈等軸性并且亞晶內(nèi)位錯(cuò)密度很低；其真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線是一個(gè)逐漸增大直至達(dá)到一穩(wěn)態(tài)流變階段的曲線，沒有峰值應(yīng)力。動(dòng)態(tài)回復(fù)機(jī)制發(fā)生的溫度一般在0.4-0.6Tm。動(dòng)態(tài)回復(fù)后的金屬位錯(cuò)密度高于相應(yīng)的冷變形后靜態(tài)回復(fù)的密度。

應(yīng)用范圍

G系列合金(G3、G30、G35)主要用于石化工業(yè)如油井管、濕法磷酸生產(chǎn)使用的蒸發(fā)器，核工業(yè)中核燃料再生設(shè)備、以及鋼廠酸洗設(shè)備等。C系列合金(C276、C22、C4)是使用量最大的一類耐蝕合金之一，在氧化或還原環(huán)境下都有很好的耐腐蝕性。因此廣泛應(yīng)用于各種腐蝕環(huán)境復(fù)雜的地方，如核工業(yè)、制藥工業(yè)等。690合金是一種非常重要的核材料，是核電站核能發(fā)電蒸汽管的不可替代材料，屬于核心部件，對(duì)應(yīng)力腐蝕開裂具有很好的抵抗作用。