Hastelloy B-3 是一种镍-钼合金,属于哈氏合金家族中的一员,由美国哈氏合金公司开发。它是在其前代产品Hastelloy B-2的基础上改进而来,旨在解决B-2合金在某些工况下存在的问题。#上海商虎有色金属有限公司#

一、主要化学成分

Hastelloy B-3是一种通过严格控制化学成分来获得优异性能的合金,其主要成分包括:

镍:~65%(基体元素,提供面心立方结构,保证基本的耐腐蚀性和韧性)

钼:~28.5%(核心合金元素,极大地增强了在还原性介质中的耐腐蚀性)

铬:~1.5%(相较于B-2,适量增加了铬含量,略微改善了在弱氧化性环境中的表现)

铁:~1.5%(杂质元素,控制在较低水平)

其他:含有微量的钴、碳、钨等,并通过添加特定的稳定化元素(如钒)来优化其性能。

二、主要特性

Hastelloy B-3的设计目标是在保持B-2合金优异耐还原性腐蚀能力的同时,克服其两大主要缺点:热稳定性差 和 对晶间腐蚀敏感。

卓越的耐还原性腐蚀能力

这是B-3合金最核心的优势。它在各种温度和浓度的盐酸 中表现出极佳的耐腐蚀性。

对硫酸、磷酸、醋酸以及其他非氧化性介质也具有出色的抵抗力。

能够处理含有卤化物(如氯离子、氟离子)的酸性环境。

优异的热稳定性

这是B-3相对于B-2的最大改进。B-2合金在650°C至750°C温度区间长时间暴露时,会析出脆性相(如Ni-Mo相),导致韧性和耐腐蚀性急剧下降。

B-3合金通过优化的化学成分,显著延缓了有害相的析出速度,使其在制造和服役过程中具有更宽的安全操作窗口,降低了因热处理或焊接而导致性能劣化的风险。

出色的抗晶间腐蚀能力

由于热稳定性的提高,B-3合金在焊接或热处理后,对晶间腐蚀的敏感性大大降低。这使得它在焊接结构件中的应用更加安全可靠。

良好的力学性能

具有较高的强度和良好的延展性、韧性,能够满足压力容器、管道等承压设备的要求。

局限性

不适用于氧化性环境。与哈氏合金C系列(如C-276)不同,B-3中较低的铬含量使其在含有氧化剂(如硝酸、铁盐、铜盐、溶解氧)的介质中腐蚀速率会很快。因此,它主要用于纯粹的还原性环境。

三、主要应用领域

基于以上特性,Hastelloy B-3广泛应用于需要处理强还原性酸,特别是盐酸的苛刻工业环境中:

化工与石油化工:盐酸生产、加工和回收系统;醋酸生产;烷基化反应器。

制药工业:涉及高浓度盐酸和硫酸的工艺管道、反应釜和换热器。

酸洗设备:处理盐酸酸洗液的加热盘管、槽体和部件。

烟气脱硫系统:在某些还原性区域的部件。

农药生产:合成工艺中的关键设备。

总结

Hastelloy B-3可以理解为Hastelloy B-2的“增强版”或“优化版”。它在完全继承了B-2在还原性酸(尤其是盐酸)中的顶级耐腐蚀性能的同时,通过改进合金设计,极大地提升了热稳定性和抗晶间腐蚀能力,从而解决了B-2合金在加工和长期使用中的主要痛点,使其成为处理苛刻还原性介质环境更可靠、更安全的选择。