电站设备在腐蚀环境下性能及寿命均受到较大影响，增强耐蚀性成为一大技术难关。哈氏合金Hastelloy C276为美国合金牌号，具有良好的力学性能和耐腐蚀性能，但其焊接性能较差。文章系统介绍了哈氏合金在电站设备抗腐蚀方面的应用以及该合金的化学成分、力学性能、焊接工艺特点、焊材选择等，供工程技术人员参考。

一、哈氏合金Hastelloy C276应用场合

  中国承建的沙特拉比格2×660MW亚临界燃油电厂地处沙特红海海岸，机组设备所处气候及环境腐蚀严重。以风机为例，其轮毂材质15MnV，强度级别等同Q390，属于普通低合金高强度钢，在现场工况下#1机组风机轮毂机械磨损和介质腐蚀严重。为解决此问题，经分析，#2机组采取如下改良技术方案：将3mm哈氏合金Hastelloy C276衬板滚型、曲型后包覆于风机轮毂之上，衬板沿周向均匀开孔并以塞焊形式连接至轮毂，衬板对接接头及衬板与轮毂边槽处开坡口焊接，形成稳固抗磨耐腐蚀隔离层。经#1、#2机组工程实践对比，该方案很好地解决了风机轮毂易损问题。该方案技术难点是涉及哈氏合金的接头焊接，包括C276对C276和C276对15MV接头。

二、哈氏合金Hastelloy C276化学成分和力学性能

   在ASTM B575规范中规定了合金N10276化学成分（max，%）：碳：≤0.010%；钴：≤2.5%；铬：14.5%～16.5%；铁：4.0%～7.0%；锰：≤1.0%；钼：15.0%～17.0%；磷：≤0.04%；硫：≤0.03%；硅：≤0.08%；钒：≤0.35%；钨：3.0%～4.5%；镍：余量。 力学性能（min，MPa）：抗拉强度690，屈服强度：283；断后延伸率（min，%）：40。为确保改良方案所用合金成分和性能符合要求，公司委托权威检测机构（SGS）做产品复检分析。化学成分：碳：0.001%；钴：1.37%；铬：15.28%；铁：5.18%；锰：0.57%；钼：15.39%；镍：57.83%；磷：0.006%；硫：0.002%；硅：0.002%；钒：0.01%；钨：3.42%。力学性能（#1/#2试样）（MPa）：抗拉强度：796/783，屈服强度：420/409；断后延伸率（%）：63.5/60.5。由测试结果可知：合金符合ASTM材料规范要求，且其强度、韧性均明显优于轮毂材质15MnV。

三、哈氏合金Hastelloy C276焊接性能

1. 焊材选择

  哈氏合金Hastelloy C276合金应用较少，要研究美标材料的焊接性能，首先就应确定母材的焊接性能分组P-No号，和焊材的焊接性能分组F-No号。查阅ASME锅炉压力容器规范第IX卷QW-422，可知B-575 UNS-No.N10276组别Nominal composition：54Ni-16Mo-15Cr，P-No.43。据此成分组别查阅QW-432，可确定适合的焊材为F-No.43，若采用手工电弧焊（SMAW），则焊条为ASME SFA-5.11规定牌号ENiCrMo-4，主要成分（%）：Ni基体、Fe：4.0～7.0、Cr：14.5～16.5、Mo：15.0～17.0、W：3.0～4.5、Co：2.5、V：0.35；若采用气保焊（GTAW/GMAW），则焊丝为ASME SFA-5.14规定牌号ERNiCrMo-4，主要成分（%）：Ni基体、Fe：4.0～7.0、Cr：14.5～16.5、Mo：15.0～17.0、W：3.0～4.5、Co：2.5、V：0.35。此种焊材在多种侵蚀介质中都表现出了优异的耐蚀性能，特别是耐点蚀和裂隙腐蚀的能力，并且可用于异种钢焊接。

2. 焊前准备

  焊前建立安全的工况条件，焊工做好焊接防护，焊接空间要足够通风；施焊金属表面及临近区域焊前必须清洁无污，去油、去脂、去氧化物及杂质；对哈氏合金衬板与轮毂基体贴合面金属进行磨光处理，避免电化学腐蚀；焊条严格按照AWS规定执行烘焙，焊丝必须保持清洁，必要时用丙酮彻底清除。值得注意的是，哈氏合金属于中温敏化金属（600℃～1200℃），下料及坡口制备须采用机械加工，禁用氧乙炔热切割。衬板下料后根据实际尺寸进行滚型、曲型。轮毂采用机加工方式制备坡口，并达到衬板组装时尺寸要求。

3. 焊接工艺特点

  哈氏合金具有较强的热裂纹敏感性，为避免晶粒长大及碳化物析出，必须采用较小的焊接热输入。但同时，由于镍基合金金属流动性差，易造成未焊透，线能量也不宜过小。故根据经验需采用中等电流并结合较高焊接速度的施焊方式。推荐焊接时保持90A左右电流，22～24V电压，短弧以控制层间温度（小于93℃），收弧时填满弧坑以防止弧坑裂纹。因示例哈氏合金衬板仅3mm厚，故推荐使用相对柔和的焊接冶金方式GTAW/GMAW。焊丝前端必须处于气体保护中，杜绝断续送丝以保证保护气氛，避免用焊丝搅拌熔池，填满弧坑后滞后几十秒停气以防热裂纹。在保证保护气氛和完好熔合的前提下，焊接速度不能过慢以防金属元素过度烧损，破坏了Hastelloy C276合金本来的耐蚀性。

4. 热处理

   如上所述Hastelloy C276合金属中温敏化金属，为避免敏化倾向加剧晶间腐蚀，不推荐600℃～700℃左右的消应力热处理。固溶Ni-Cr-Mo抗腐蚀合金，可做固溶退火+迅速空冷处理，以强化其抗腐蚀相的弥散分布，也可做时效处理。

5. 焊缝检验

  哈氏合金的主要焊接缺陷即裂纹，焊后可做着色渗透检验，若发现缺陷按上述要求细节，清除缺陷并返修。

   在工程实践中，金属材料的耐磨耐腐蚀性能一直是特殊工况下设备服役寿命的关键影响因素，通过沙特电厂风机轮毂改良技术方案的实施，我们基本掌握了哈氏合金Hastelloy C276的应用及焊接性能，很好地解决了风机轮毂易损问题，为后续工程积累了宝贵的经验。