GH3170 炉内构件的氧化皮:酸洗与机械除鳞各管哪种活
GH3170 是高钨的镍钴铬固溶强化合金,钨约 17%~21%、钴约 15%~22%、铬约 18%~22%,碳不超过 0.06%,镧约 0.1%~0.3%、锆约 0.1%~0.2%、硼不超过 0.005%,炉内构件在 950~1000 ℃ 用得多。这类件热加工或热处理后表面必有一层致密氧化皮,除不干净,焊接与高温服役都要出问题。
氧化皮为什么比不锈钢的难除
铬 18%~22% 生成的 Cr₂O₃ 膜致密、附着牢,高温下还会向内长成一层与基体咬合的氧化层;镧与锆的加入本意就是让这层膜更牢、抗剥落,于是除鳞时也更难剥。不锈钢常用的硝酸-氢氟酸混酸对高钨镍基合金效果有限,而且氢氟酸会侵蚀晶界。工程上多数做法是先碱浸或熔盐松动氧化皮,再酸洗,或者直接用机械方法。

酸洗:管件与复杂型面用得多
酸洗适合板、管与型面复杂的件,能把拐角与内壁的氧化皮一起去掉。要点有三个:洗前脱脂,油膜挡住酸液,洗出来是花斑;控制酸液温度与时间,过洗会在表面留下点蚀坑,薄板尤其明显;洗后立即中和并干燥,残酸留在缝隙里,后续高温服役时成为腐蚀起点。洗后表面应均匀呈灰白,出现黑斑说明氧化皮未松动,要回到预处理。
机械除鳞:厚板与棒材更省事
喷砂、抛丸、磨削适合厚板、棒材与锻件,效率高、不引入氢。缺点是压应力与表面粗糙度:喷砂过的表面粗糙度上去,后续要做无损检测时荧光渗透的背景噪声大;磨削会引入磨削热,薄壁件磨完出现波浪变形。做法是把机械除鳞当粗清理,焊口与检测面再补一道精修。
焊前清理直接决定接头质量

钨高、碳低的固溶合金焊接时,坡口与两侧 20 mm 内的氧化皮、油污必须清到金属光泽。氧化皮里的氧在熔池中形成氧化物夹杂,接头的高温持久强度掉得比室温拉伸明显;油污带入的碳与硫则会诱发热裂纹。清理后要在规定时间内施焊,放置过久表面重新氧化,清完不焊等于没清。
锆与镧的窗口很窄
锆约 0.1%~0.2%、镧约 0.1%~0.3%,这两个数决定氧化膜的附着性与抗剥落能力。低于下限,膜容易在热循环中起皮;高于上限,容易形成富镧或富锆相,反而成为裂纹源。复验时这两项要用能到 ppm 级的手段,常规光谱的分散度大,必要时送第三方做成分分析。
订料与验收对四行
除鳞之后还要不要钝化
高钨镍基合金不靠钝化膜吃饭,酸洗后不必像不锈钢那样做硝酸钝化,但中和与干燥必须彻底。残酸在焊缝坡口与螺纹根部最容易被忽略,装炉后高温下与硫、氯作用,成为点蚀与晶界腐蚀的起点。简单的判别办法是洗后用 pH 试纸擦一遍,偏酸就重新中和,再烘干入库。

头一行写牌号与形态(热轧板、冷轧薄板、棒材、锻件),第二行写固溶状态与晶粒度,第三行写表面要求(除鳞方式、粗糙度、是否允许局部修磨),第四行写探伤与尺寸。上海熔恒特种合金有限公司按板材、棒材与锻件形态供应 GH3170 一类高钨固溶合金,常备规格支持零切下料与按图定尺,随货附质保书与炉批号,支持第三方复检,常规牌号支持拿样;熔恒可按批次附成分与晶粒度记录。牌号可参照 GB/T 14992 体系核对,力学试验按 GB/T 228.1 执行。
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