Hastelloy C和316L合金在不同温度循环废酸中的耐蚀

发布时间：2022-05-10 作者：焱狄金属次数：1181次

Hastelloy C和316L合金在不同温度循环废酸中的耐蚀功用

Hastelloy C（N10002/W.Nr.2.4819）

Hastelloy C合金含有大量的Cr、Mo等元素，并具有单相奥氏体组织。
具有很多优异性能的耐蚀合金，对氧化性和中等还原性腐蚀有很好的抵抗能力。
具有优异的抗应力腐蚀开裂能力和好的耐局部服饰能力，在恒多化工工艺介质中有满意的耐蚀特性，包括浸实行恒强的无机酸溶液、氯气和含氯化物的各种介质、干燥氯气、甲酸和醋酸、海水和盐水等。

Hastelloy C国内外对应牌号：

品名	中国 GB	英国 BS	德国 SEW VDIUV
Hastelloy C	NS3303	NA45	W.Nr.2.4819

Hastelloy C供货规格：圆钢、棒材、带材、管材、法兰和锻件协商供应

Hastelloy C化学成分：

品名	C	Mn	Si	P	S	Cr	Ni	Mo	Fe
Hastelloy C	≤0.08	≤1.00	≤1.00	≤0.040	≤0.030	14.5 ～16.5	50.0 ～58.0	15.0 ～17.0	4.0 ～7.0

Hastelloy C物理性能：

密度	8.9g/cm3
熔点	1325-1370℃

Hastelloy C在常温下合金的机械性能：

品名	抗拉强度 Rm N/mm2	屈服强度 RP0.2N/mm2	延伸率 A5 %
Hastelloy C	690	283	40

Hastelloy C具有以下特性：
Hastelloy C合金是全能的镍铬钼钨合金，比其他的现有的镍铬钼合金拥有更好的总体抗腐蚀性能，包括Hastelloy C276、C4合金以及625合金。Hastelloy C合金有很好的抗点蚀，缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂能力。它具有优异的抗氧化水介质能力，包括湿氯，硝酸或者含有氯化物离子的氧化性酸的混合酸。同时，Hastelloy C合金也有理想的的抵抗过程中遭遇的还原性和氧化性环境的能力。依靠这种万能的性能，它能在一些令人头疼的环境中使用，或者在多种生产目的工厂中应用。Hastelloy C合金对各种化工环境有着异常的抵御能力，包括强氧化性物质，比如氯化铁、氯化铜、氯、热污染溶液（有机的无机的），甲酸、乙酸、醋酸酐、海水和盐溶液等。Hastelloy C合金在焊接热影响区有抵抗晶界沉淀形成的能力，这样使它在焊接状态下也能适应很多种化工过程的应用。

Hastelloy C的金相结构：
Hastelloy C为面心立方晶格结构。

Hastelloy C的耐腐蚀性：
Hastelloy C合金适用于各种含有氧化和还原性介质的化学流程工业。较高的钼、铬含量使合金能够耐氯离子的侵蚀，钨元素也进一步提高了其耐腐蚀性。Hastelloy C是仅有的几种能够耐潮湿氯气、次氯酸盐以及二氧化氯溶液腐蚀的材料之一，该合金对高浓度的氯化盐溶液具有显著的耐腐蚀性（如氯化铁和氯化铜）。
1.在70℃以下任何浓度的硫酸溶液中都耐腐蚀，腐蚀率约为0.1mm/a；
2.在室温下各种浓度盐酸中腐蚀率不高于0.1mm/a；在65℃下的各种浓度盐酸中也小于0.5 mm/a，盐酸中是否充氧，对耐蚀性物显著影响；
3.在氢氟酸中腐蚀率不超过0.25 mm/a，在沸腾温度下的55%H3PO4+0.8%HF的条件下，腐蚀率府大于0.75 mm/a；
4.在室温下所有浓度或较高温度的稀硝酸中均是耐蚀的，腐蚀率为0.1mm/a左右，在60-70℃下任何浓度的铬酸以及有机酸和其他混合液中均有良好的耐蚀性，腐蚀率分别小于0.125 mm/a和0.175 mm/a；
5.是少数能耐干、湿氯气腐蚀的材料之一，可在干、湿氯气交换腐蚀条件下使用；
6.能耐高温HF气体腐蚀，在550℃以下的HF气体腐蚀率为0.04 mm/a，在750℃时腐蚀率为0.16 mm/a。

Hastelloy C的加工性能：
热加工
1. Nicrofer 5716 hMoW 的热加工温度范围1200℃～950℃，冷却方式为水冷或快速空冷。
2. 为保证较佳的防腐性能，热加工后应进行热处理，工件应直接加入已升温的热处理炉。
冷加工
1.加工硬化率大于奥氏体不锈钢，因此需要对加工设备进行挑选。工件应为固溶热处理态，并且在冷轧过程中应有中间退火。
2. 若冷轧变形量大于15%，则需要对工件进行二次固溶处理。

Hastelloy C应用范围应用领域有：
Hastelloy C合金在化工和石化领域得到了广泛的应用，如应用在接触含氯化物有机物的元件和催化系统中。这种材料尤其适合在高温、混有杂质的无机酸和有机酸（如甲酸和乙酸）、海水腐蚀环境中使用。

为了解316L和Hastelloy C合金在不同温度的循环废酸中的耐蚀功用，运用静态挂片试验、电化学试验和扫描电镜研讨了2种合金在不同温度循环废酸中的腐蚀速率及描画。结果表明：在50℃的循环废酸中， 316L和Hastelloy C合金均具有优异的耐蚀性，且耐蚀性适当； 316L和Hastelloy C合金的腐蚀速率均随循环废酸温度的升高而增加， 316L合金的增加缓慢， Hastelloy C合金的增加急剧；当温度由50℃升高到80℃时，循环废酸的氧化性增加， Mo含量较高的Hastelloy C合金在循环废酸中不能构成无缺、细密的钝化膜，然后使其耐蚀性急剧下降。
Hastelloy C合金既可用于氧化介质，又可用于还原介质。苯胺设备循环废酸泵输送的80℃循环废酸中含72%H， SO，和0.5%H NO，，具有很强的腐蚀性，以Hastelloy C合金为泵材运转不到3个月就发生了严峻腐蚀，这是温度的影响所造成的。为此：本课题组进行了循环废酸泵的选材研讨，结果表明，Ni-Cr-Mo高耐蚀合金Hastelloy C合金在80℃循环废酸中的耐蚀性远不如铁基奥氏体不锈钢316L，针对上述试验结果，本作业进一步研讨了温度对316L和Has tel-loy C合金在循环废酸中耐蚀功用的影响。腐蚀介质为从苯胺设备收集的循环废酸·其间含有72%H， S 0，， 0.5%H NO，和极少量的有机物，试材为316L和Hastelloy C合金·其成分见表1.HastelloyC合金试样为带有小孔的d 24.5mmx 4.0mm的圆柱形试样，小孔直径为3.0mm，316L合金试样为带有小孔的50mmx25mmx2mm标准I型试样：小孔直径为4.0mm。用丙酮清洗、单调后选用精度为0.0001g的METTLER AE 200电子天平称重，丈量表面积后将2种试样挂在50-80℃循环废酸中，时间为168h，挂3个平行试样。试验完毕后，用软毛刷除去试样表面腐蚀产物，蒸馏水冲刷、单调后称重，按式1)核算腐蚀速率4)腐蚀描画选用LEO 1450扫描电镜6EM查询腐蚀描画电化学功用选用Potent iostat/Galva no statModel 273A电化学作业站在K 0047标准电解池中进行电化学检验：检验溶液为50℃和80℃循环废酸选用三电极系统：2种合金试样为作业电极·作业面积为1cmx1cm，丰满甘汞电极为参比电极·石墨电极为辅佐电极；极化曲线扫描规模为从自腐蚀电位-250mV至1400mV，扫描速率为2mV/s，用配套的M352剖析数据。
结果与讨论
2.1 静态腐蚀功用
图1为316L和Hastelloy C合金在循环废酸中腐蚀速率随温度的改动曲线。由图1能够看出：2种合金在50℃循环废酸中的耐蚀功用适当·腐蚀速率约为0.03mm/a；2种合金的腐蚀速率均随温度的升高而增大：316L合金的缓慢增大， Hastelloy C合金的急剧增大：80℃时，316L合金的腐蚀速率为0.10mm/a，约为50℃时的3倍：而Hastelloy C合金的腐蚀速率达2.90mm/a，约为50℃时的96倍。可见，温度对Hastelloy C合金在循环废酸中腐蚀速率的影响远大于对316L合金的.依据An heni us公式Ink=-RT+B，其间上为腐蚀反应速率常数，其值与腐蚀速率成正比，以In[腐蚀)]对1/T作图应为直线，由直线斜率K可求得活化能E=-RK。依据图1的数据别离求得316L和Has-tell gC合金在循环废酸中的反应活化能E， B16L) =4.21×10*J/mol·E， Hastelloy C) =1.45×10J/mol。可见，在循环废酸中， Hastelloy C合金的反应活化能远大于316L合金的·因而，温度对Hastelloy C合金腐蚀速率的影响要远大于对316L合金的。
2.2 腐蚀描画
316L合金在50℃和80℃的循环废酸中静态挂片腐蚀168h后表面仍亮光如初，说明其在循环废酸中能构成无缺、细密的钝化膜。而Hastelloy C合金在50℃循环废酸中静态挂片腐蚀168h后表面仍亮光如初，而在80℃循环废酸中静态挂片腐蚀168h后表面发灰，失掉原有的金属光泽。图2为Hastelloy C合金在50℃和80℃循环废酸中腐蚀后的表面SEM形貌：50℃时表面均匀、平坦，说明其上能够构成较为细密、无缺的钝化膜；80℃时表面凹凸不平，说明其上不能构成无缺、细密的钝化膜。
72%硫酸既有恢复性又有氧化性低温呈恢复性，高温呈氧化性)，各种浓度的硝酸都具有氧化性B-9；循环废酸中含有72%H， SO，和0.5%H NO，，具有较强的氧化性·能使铁基奥氏体不锈钢316L合金表面构成无缺、细密的钝化膜。Hastelloy C合金属Ni-Cr-Mo合金，Mo含量较高，而Mo元素在强氧化性介质中简单过钝化，所以在强氧化性介质如硝酸)中不引荐运用Mo含量较高的原料内。50℃时，循环废酸的氧化性相对较弱， Mo含量较高的Hastelloy C合金的钝化能力较强·能在循环废酸中构成较为细密、无缺的钝化膜；80℃时：72%H，SO，的氧化性增强循环废酸氧化性较强：使Mo含量较高的Hastelloy C合金向过钝化方向改动，钝化膜变得不稳定，其溶解速率大于批改速率，不能在Hastelloy C合金表面构成无缺、细密的钝化膜，因而其表面凹凸不平。
2.3极化曲线
图3为316L和Hastelloy C合金在50℃和80℃循环废酸中的极化曲线.由图3能够看出：80℃时，2种合金在循环废酸中的腐蚀电位均高于50℃时；2种合金于50℃和80℃都处于自钝化状态·极化电流密度均随极化电位升高而增大，且80℃时的维钝电流密度均大于50℃时

结论
1在50℃的循环废酸中， 316L和Hastelloy C合金均具有优异的耐蚀性·且耐蚀性适当
2 316L和Hastelloy C合金的腐蚀速率均随温度的升高而增大，前者增大缓慢，后者急剧增大
3 在80℃的循环废酸中，316L合金仍具有优金属元素的检测要求

Hastelloy C和316L合金在不同温度循环废酸中的耐蚀

Hastelloy C和316L合金在不同温度循环废酸中的耐蚀功用

相关产品