Hastelloy-C-4
Chengxin
| HastelloyC-4 (UNS NO6455) | ||
| 化学成分 | NI:余量 | Cr:14-18 |
| Fe≤3.0 | Mn≤1 | |
| Ti≤0.7 | P≤0.04 | |
| Si≤0.08 | Cu:0.8-1.5 | |
| C≤0.015 | Mo:14-17 | |
| 熔点℃ | 1335-1380 | |
| 密度g/cm3 | 8.6 | |
| 应用领域 | 用于烟气脱硫系统、酸洗和酸再生工厂、乙酸和农用化学品生产、二氧化钛生产、电解电镀 | |
| 元素 | 含量（%） | 核心作用机制 |
|---|---|---|
| Ni | 余量 | 基体形成稳定奥氏体结构，抵御 Cl⁻、S²⁻等腐蚀性离子渗透 |
| Cr | 14.0~18.0 | 形成致密 Cr₂O₃氧化膜，耐氧化性介质（如湿氯、硝酸），临界 Cl⁻浓度＞20 万 ppm |
| Mo | 14.0~17.0 | 强化耐还原性酸（盐酸、硫酸）能力，在 10% HCl 沸腾环境中腐蚀速率＜0.1mm / 年 |
| Ti | ≤0.70 | 优先固定碳（C≤0.015%），避免焊接热影响区（HAZ）晶界碳化物析出，消除刃线腐蚀 |
| Fe | ≤3.0 | 控制铁含量防止 σ 相脆化，保障 600℃以上长期服役的塑性（延伸率≥40%） |
| 指标 | 典型值（退火态） | 对比 C-22（退火态） | 工程意义 |
|---|---|---|---|
| 抗拉强度（MPa） | ≥690（ASTM B574） | ≥690 | 满足 ASME BPVC VIII 压力容器螺栓强度要求 |
| 屈服强度（MPa） | ≥276 | ≥276 | 预紧力稳定性提升，适配高压法兰连接 |
| 延伸率（%） | 40% | 45% | 冷镦成型性优异，适合 M6~M100 全规格螺母 |
| 最高服役温度（℃） | 1038（短期）/ 400（长期） | 1093/ 280 | 400℃长期抗 σ 相析出，优于 C-22 的 300℃阈值 |
| 焊接态耐蚀性 | 晶间腐蚀率＜0.005mm / 年 | 需固溶处理 | 现场焊接后直接使用，避免二次热处理成本 |
| 盐雾试验（Cl⁻环境） | ＞6000h 无点蚀 | ＞5000h | 海洋飞溅区寿命延长 20% |
热稳定性：650~1040℃长期时效无有害相析出（如 σ 相、μ 相），避免脆化（C-276 在此区间易析出 σ 相）；
应力腐蚀：在含 Cl⁻蒸汽（150℃，pH=2）中无开裂，临界应力强度因子 KISCC＞35MPa・√m（316L 仅 5MPa・√m）；
缝隙腐蚀：0.1mm 缝隙 + 15% NaCl 溶液，失效温度 180℃（C-22 为 150℃），适配换热器管板连接。
成型工艺：
冷镦：M6~M48 紧固件采用 φ8~φ60mm 冷拉棒（硬度 HB≤220），螺纹一次成型，表面残余压应力≤-200MPa（提升疲劳寿命）；
热镦 + 机加工：大规格螺栓（M52+）采用 1150℃热镦，避免冷加工硬化导致的焊接裂纹，螺纹粗糙度 Ra≤1.6μm。
焊接特性：
焊材匹配：推荐 ERNiMo-16 焊丝（如 AWS A5.14），焊缝 C≤0.01%，Mo≥15%，与母材等电位（ΔE＜0.05V）；
工艺优化：采用脉冲 TIG 焊（热输入≤1.2kJ/mm），层间温度＜150℃，避免 Ti 元素烧损（影响碳固定能力）；
焊后处理：无需固溶，仅需酸洗钝化（HNO₃+HF），表面 Cr/Fe 比＞10，消除焊接氧化色。
检测标准：
晶间腐蚀：执行 ASTM A262 Practice E，弯曲无裂纹（C-22 需固溶后才能通过）；
尺寸一致性：螺栓 - 螺母配对扭矩系数波动＜8%（国标允许 15%），保障预紧力均匀性。
典型应用：
湿氯环境：30℃湿氯 + 10% HCl，螺母寿命＞15 年（316L＜1 年），适配 PVC 氯化反应器；
烟气脱硫（FGD）：180℃含 Cl⁻石膏浆液，螺栓 - 螺母组合腐蚀速率＜0.02mm / 年（C-22 为 0.03mm / 年）；
核燃料处理：耐 HF-HNO₃混酸（80℃，HF 5%），表面腐蚀失重＜0.5mg/cm²・d（满足核级洁净度）。
系统设计：
同材质配对：C-4 螺栓 + C-4 螺母（电位差＜0.03V），配合膨体石墨垫片，耐受 400℃下的应力 - 腐蚀协同作用；
温度控制：长期服役≤400℃（避免 TiC 析出），短期峰值≤1038℃（如热处理炉夹具）；
表面处理：可选 MoS₂涂层（摩擦系数 0.08~0.12），防止 500℃以上高温咬死（C-276 涂层易分解）。
选型要点：
状态选择：优先 “退火 + 酸洗态”（表面无氧化皮），避免 “热轧态”（Fe 污染诱发电偶腐蚀）；
规格限制：螺栓有效截面积＞500mm² 时需超声探伤（防止大规格偏析），螺母推荐细牙（如 M24×2）降低应力集中；
环境阈值：Cl⁻浓度≤25 万 ppm（静水环境），流速≤10m/s（避免冲刷腐蚀），pH≥1（耐酸下限）。
| 项目 | 数值 | 标准依据 |
|---|---|---|
| 密度 | 8.64 g/cm³ | ASTM B574 |
| 熔点 | 1350~1400℃ | 实测值 |
| 适用温度 | -200~400℃（长期） | NACE MR0175 |
| 焊接方式 | TIG/MIG（无需后热） | AWS D10.10 |
| 典型硬度 | HB 180~220（退火态） | ASTM E18 |
| 配套焊材 | ERNiMo-16（AWS A5.14） | 哈氏合金手册 |
| HastelloyC-4 (UNS NO6455) | ||
| 化学成分 | NI:余量 | Cr:14-18 |
| Fe≤3.0 | Mn≤1 | |
| Ti≤0.7 | P≤0.04 | |
| Si≤0.08 | Cu:0.8-1.5 | |
| C≤0.015 | Mo:14-17 | |
| 熔点℃ | 1335-1380 | |
| 密度g/cm3 | 8.6 | |
| 应用领域 | 用于烟气脱硫系统、酸洗和酸再生工厂、乙酸和农用化学品生产、二氧化钛生产、电解电镀 | |
| 元素 | 含量（%） | 核心作用机制 |
|---|---|---|
| Ni | 余量 | 基体形成稳定奥氏体结构，抵御 Cl⁻、S²⁻等腐蚀性离子渗透 |
| Cr | 14.0~18.0 | 形成致密 Cr₂O₃氧化膜，耐氧化性介质（如湿氯、硝酸），临界 Cl⁻浓度＞20 万 ppm |
| Mo | 14.0~17.0 | 强化耐还原性酸（盐酸、硫酸）能力，在 10% HCl 沸腾环境中腐蚀速率＜0.1mm / 年 |
| Ti | ≤0.70 | 优先固定碳（C≤0.015%），避免焊接热影响区（HAZ）晶界碳化物析出，消除刃线腐蚀 |
| Fe | ≤3.0 | 控制铁含量防止 σ 相脆化，保障 600℃以上长期服役的塑性（延伸率≥40%） |
| 指标 | 典型值（退火态） | 对比 C-22（退火态） | 工程意义 |
|---|---|---|---|
| 抗拉强度（MPa） | ≥690（ASTM B574） | ≥690 | 满足 ASME BPVC VIII 压力容器螺栓强度要求 |
| 屈服强度（MPa） | ≥276 | ≥276 | 预紧力稳定性提升，适配高压法兰连接 |
| 延伸率（%） | 40% | 45% | 冷镦成型性优异，适合 M6~M100 全规格螺母 |
| 最高服役温度（℃） | 1038（短期）/ 400（长期） | 1093/ 280 | 400℃长期抗 σ 相析出，优于 C-22 的 300℃阈值 |
| 焊接态耐蚀性 | 晶间腐蚀率＜0.005mm / 年 | 需固溶处理 | 现场焊接后直接使用，避免二次热处理成本 |
| 盐雾试验（Cl⁻环境） | ＞6000h 无点蚀 | ＞5000h | 海洋飞溅区寿命延长 20% |
热稳定性：650~1040℃长期时效无有害相析出（如 σ 相、μ 相），避免脆化（C-276 在此区间易析出 σ 相）；
应力腐蚀：在含 Cl⁻蒸汽（150℃，pH=2）中无开裂，临界应力强度因子 KISCC＞35MPa・√m（316L 仅 5MPa・√m）；
缝隙腐蚀：0.1mm 缝隙 + 15% NaCl 溶液，失效温度 180℃（C-22 为 150℃），适配换热器管板连接。
成型工艺：
冷镦：M6~M48 紧固件采用 φ8~φ60mm 冷拉棒（硬度 HB≤220），螺纹一次成型，表面残余压应力≤-200MPa（提升疲劳寿命）；
热镦 + 机加工：大规格螺栓（M52+）采用 1150℃热镦，避免冷加工硬化导致的焊接裂纹，螺纹粗糙度 Ra≤1.6μm。
焊接特性：
焊材匹配：推荐 ERNiMo-16 焊丝（如 AWS A5.14），焊缝 C≤0.01%，Mo≥15%，与母材等电位（ΔE＜0.05V）；
工艺优化：采用脉冲 TIG 焊（热输入≤1.2kJ/mm），层间温度＜150℃，避免 Ti 元素烧损（影响碳固定能力）；
焊后处理：无需固溶，仅需酸洗钝化（HNO₃+HF），表面 Cr/Fe 比＞10，消除焊接氧化色。
检测标准：
晶间腐蚀：执行 ASTM A262 Practice E，弯曲无裂纹（C-22 需固溶后才能通过）；
尺寸一致性：螺栓 - 螺母配对扭矩系数波动＜8%（国标允许 15%），保障预紧力均匀性。
典型应用：
湿氯环境：30℃湿氯 + 10% HCl，螺母寿命＞15 年（316L＜1 年），适配 PVC 氯化反应器；
烟气脱硫（FGD）：180℃含 Cl⁻石膏浆液，螺栓 - 螺母组合腐蚀速率＜0.02mm / 年（C-22 为 0.03mm / 年）；
核燃料处理：耐 HF-HNO₃混酸（80℃，HF 5%），表面腐蚀失重＜0.5mg/cm²・d（满足核级洁净度）。
系统设计：
同材质配对：C-4 螺栓 + C-4 螺母（电位差＜0.03V），配合膨体石墨垫片，耐受 400℃下的应力 - 腐蚀协同作用；
温度控制：长期服役≤400℃（避免 TiC 析出），短期峰值≤1038℃（如热处理炉夹具）；
表面处理：可选 MoS₂涂层（摩擦系数 0.08~0.12），防止 500℃以上高温咬死（C-276 涂层易分解）。
选型要点：
状态选择：优先 “退火 + 酸洗态”（表面无氧化皮），避免 “热轧态”（Fe 污染诱发电偶腐蚀）；
规格限制：螺栓有效截面积＞500mm² 时需超声探伤（防止大规格偏析），螺母推荐细牙（如 M24×2）降低应力集中；
环境阈值：Cl⁻浓度≤25 万 ppm（静水环境），流速≤10m/s（避免冲刷腐蚀），pH≥1（耐酸下限）。
| 项目 | 数值 | 标准依据 |
|---|---|---|
| 密度 | 8.64 g/cm³ | ASTM B574 |
| 熔点 | 1350~1400℃ | 实测值 |
| 适用温度 | -200~400℃（长期） | NACE MR0175 |
| 焊接方式 | TIG/MIG（无需后热） | AWS D10.10 |
| 典型硬度 | HB 180~220（退火态） | ASTM E18 |
| 配套焊材 | ERNiMo-16（AWS A5.14） | 哈氏合金手册 |
