合金B3
B3合金(UNS N10675)是第三代镍钼合金,其研发目的是为了解决B2合金的热稳定性问题,同时保持其与B2合金相同的耐还原性。通过控制铁、铬和钴的添加量,B3合金的成分得到改进,使其在制造过程中遇到的敏化温度范围内具有更好的微观结构稳定性。
1. 化学成分
下表列出了合金 B3 的元素组成。在 B2 基准的基础上,精心控制添加了铁、铬和钴,这使得第三代合金的热稳定性得到提高
| 材质 | Ni | Cr | Mo | Fe | W | C | Si | Co | Mn | V | P | S | Ti | Cu | Al | Zr |
| N10675 (B-3) | >65.00 | 1.0–3.0 | 27.0–32.0 | 1.0–3.0 | ≤3.0 | ≤0.01 | ≤0.10 | ≤3.0 | ≤3.0 | ≤0.20 | ≤0.030 | ≤0.01 | ≤0.20 | ≤0.20 | ≤0.50 | ≤0.10 |
2. 机械性能
以下最小值适用于 ASTM B622 标准规定的固溶退火状态下的无缝管合金 B3。
| 材质(UNS) | 材质 | 最小抗拉强度,ksi(MPa) | 最小屈服强度,ksi(MPa) | 最小伸长率,% | 纤维应力,psi | 硬度 |
| N10675 | 镍钼(B-3) | 110 (760) | 51(350) | 40 | 27,500 | HBW≤230 HRB≤100 |
3. 近似牌号
下表列出了合金 B3 与国际同类产品的对应关系。作为第三代专有研发产品,其对应产品种类比老款 B 系列合金要少。
| 材质 | UNS牌号 | GB | JIS | ISO | DIN/EN | GOST | |
| ISC | NEW | ||||||
| 合金B3 | N10675 | — | — | — | — | 2.4600 | — |
4. 主要技术优势
- 在制造温度下的热稳定性:B3 中控制添加的 Fe (1–3%)、Cr (1–3%) 和 Zr (≤0.10%) 可抑制在 700–950°C 缓慢冷却过程中 Ni4Mo 和其他有序相的析出。这是其相对于 B2 的主要改进:焊接件和热处理组件无需强制快速淬火或焊后固溶退火即可保持其耐腐蚀性。
- 与B2相当的耐酸性能:尽管微观结构有所改进,B3在所有浓度下对盐酸的耐腐蚀性能均与B2相当。在整个浓度范围内,沸腾盐酸中的腐蚀速率通常低于0.13毫米/年。这使其成为B2的直接功能替代品。
- 提高对低浓度氧化性污染物的耐受性:B3中添加1-3%的铬(相比B2中的≤1%),显著提高了其对HCl工艺流程中痕量铁离子和溶解氧的耐受性。虽然这并不能完全替代氧化性酸的耐受性,但它拓宽了操作窗口,使其超越了B2。
技术说明:B3 是所有新建盐酸设备的推荐选择,也可直接替换现有 B2 设备进行设备更新。对于焊接结构复杂的组件(例如换热器束、塔内件),其热稳定性优势尤为重要,因为焊后退火在操作上难度较大或成本过高。B3 不能替代 C 系列合金用于氧化性或混合酸环境。
5. 通用制造标准
ASTM B622: 无缝镍和镍钴合金管材的标准规范,涵盖用于腐蚀性化学工艺的无缝管材形式的 UNS N10675(合金 B3)。
ASTM B619:焊接镍和镍钴合金管的标准规范,适用于焊接管配置中的合金 B3。
ASTM B626:焊接镍及镍钴合金管材标准规范,涵盖焊接管材形式的B3合金。B3合金的热稳定性优势在该产品形式中尤为显著。
DIN EN ISO 6207 / DIN 17752:镍合金管材和棒材的欧洲标准。B3 在 EN 材料编号中被指定为 2.4600。
制造标准对比表:
| ASTM | GB | EN/DIN | JIS | GOST |
| ASTM B622(无缝Pipe/Tube) | - | DIN 2.4600 | - | - |
| ASTM B619(焊接 Pipe) | - | DIN 2.4600 | - | - |
| ASTM B626(焊接 Tube) | - | DIN 2.4600 | - | - |
6. 主要应用
- HCl 合成与提纯:盐酸生产装置中的合成反应管、冷凝管和塔管,焊接组件需要可靠的焊接防腐性能,无需焊后热处理。
- 盐酸再生系统:与钢材酸洗作业相关的废盐酸再生装置中的管道和热交换器。生产过程中的热循环会反复跨越 B2 敏化范围,因此 B3 是更佳选择。
- 酸浓缩和蒸馏:在还原性酸条件和高温条件下,HCl 浓缩和共沸蒸馏系统中的塔内件、再沸管和塔顶冷凝器。
- 有机酸反应器:用于乙酸、甲酸和其他有机酸合成工艺的反应釜和管道。在还原条件允许的情况下,可使用B系列合金代替成本更高的C系列合金。
- 化学武器销毁:B3 已用于化学试剂水解的专用反应堆和管道系统。这是一种高度可控、高纯度的还原性酸环境,B3 相较于 B2 具有更优异的热稳定性,从而增强了工程可靠性。
