萬能的耐腐蝕合金焊接材料

2022-04-01 11:18:08 字數 1630 閱讀 3032

作者:haynes international inc.

前言 通常,所有的腐蝕都是從焊縫處開始發生的。這是由於焊接區域的金屬相當於乙個鑄體結構,抗腐蝕能力不如變形體的母材好,尤其是在區域性腐蝕較強的地方,這種差距就更為明顯了。而且在有些時候,設計需要焊接兩種不同的金屬材料。

hastelloy c-22(uns n06022)本身具有極好的抗腐蝕能力和加工效能。而它的焊材也具有同樣優異的抗腐蝕效能,好的強度,較高的延伸率。同時它也非常適用於異型材的過合金焊接。

同種材料焊接

c-276(uns n10276)的母材在大部分腐蝕環境下都能達到很低的腐蝕率。但在焊接後,焊縫和焊接熱影響區的抗腐蝕效能會有一定下降。而hasetelloy c-22本身的設計要求中有一條就是要改善焊接區域的抗腐蝕能力,尤其是抗區域性腐蝕能力,使其具有更優異的抗腐蝕效能。

在c-276的基礎上對成分進行一定調整後,達到了這一設計要求。公稱化學成分見表1

表1 公稱化學成分

a為餘量,*為最大值

以下對c-276和c-22的焊接試樣分別進行測試

首先是在11.5%硫酸+1.2%鹽酸+1%氯化鐵+1%氯化銅的溶液中進行不間斷的24小時測試。

該溶液是一種極端氧化性的溶液,用於衡量合金的抗區域性腐蝕能力。以每5℃為乙個級別,測試後用40倍的放大鏡觀察,每種材料測試2次,取產生蝕坑的最低溫度。測試結果列於表2。

圖1為102℃下測試後試樣的**

從臨界點蝕溫度的測試結果來看,焊接金屬的抗區域性腐蝕能力較母材來的弱一些,但可以看到hastelloy c-22的焊接金屬的抗腐蝕能力不低於c-276的母材。因此在有些裝置上,尤其是氧化性腐蝕比較強的裝置,如造紙工業中的c段漂白裝置中,可以用c-22來焊接c-276,以保證裝置不會因為焊縫處先腐蝕造成整個裝置的維修或更換。當然,對於已經使用了多年的c-276裝置要進行修理的時候,同樣可以使用c-22合金進行補焊來延長裝置的使用壽命。

異型材/過合金焊接

在相當多的化工應用中,都是以過合金焊材來解決焊縫處區域性腐蝕嚴重的問題。這主要是歸功於過合金焊材中含有比母材更高的合金元素含量(鉻,鉬等)。同時鐵的含量相對降低對提高抗腐蝕效能也有一定作用。

以下試驗由c-22焊材來焊接常用的不鏽鋼和早期的哈氏合金g-3,然後對焊縫區域的金屬進行化學成分測試,測試結果列於表3。

表3 焊接金屬化學成分(重量百分比%)

用c-22焊材焊接可以明顯提高焊縫處鉬和鎳的含量,這兩種元素對於抵抗區域性腐蝕,應力腐蝕開裂等不鏽鋼常見的腐蝕問題是相當有效的。接著我們同樣進行區域性腐蝕試驗來測試試樣的抗腐蝕能力。對於不鏽鋼,我們使用9%fecl3溶液在35℃測試120小時。

而對於抗腐蝕能力較強的hastelloy g-3合金,我們採用氧化性更強的酸化的nacl+fe2(so4)3溶液進行測試。測試結果如圖2。可以看到在測試當中沒有乙個c-22的焊縫出現區域性腐蝕現象。

圖2 腐蝕試驗後試樣**

同時,我們對用同樣工藝進行焊接後的試樣進行了機械效能的測試。測試結果見表4

表4機械效能測試結果

從機械效能的測試當中可以看到所有的焊接金屬的強度都要高於原來的母材,這使得焊接後的裝置不會因為焊縫的強度問題造成損壞。

總結:1. 用hastelloy c-22焊材焊接能使焊縫處得抗腐蝕能力得到提高。

2. hastelloy c-22是很好的過合金焊材,可以用於焊接不鏽鋼等材料來提高焊縫的抗腐蝕能力。

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