Koks ryšys tarp Hastelloy C-4, UNS N06455 ir Werkstoff 2.4610? Kuo C-4 skiriasi nuo C-276?

1. Medžiagos tapatybė: koks ryšys tarp Hastelloy C-4, UNS N06455 ir Werkstoff 2.4610? Kuo C-4 skiriasi nuo C-276?

Kl.: Mūsų inžinerinės specifikacijos reikalauja „Hastelloy C-4 lydinio apvalios juostos“. Mūsų tiekėjas siūlo medžiagą su UNS N06455 sertifikatu. Ar tai tas pats dalykas? Be to, mes turime didelę patirtį su C-276. Ar galime naudoti C-276 kaip pakaitalą?

A: Tai yra įprastas painiavos taškas pramonėje. Norint tinkamai parinkti medžiagą, būtina suprasti ryšį tarp šių pavadinimų ir skirtingų C-4 savybių.

Tiesioginis lygiavertiškumas:

Jei jūsų specifikacijose reikalaujama Hastelloy C-4, o jūsų tiekėjas siūlo UNS N06455 arba W.Nr

Chemijos palyginimas: C-4 ir C-276:

Pagrindinis skirtumas: terminis stabilumas

C-4 buvo specialiai sukurtas programoms, kurioms reikalingas didesnis terminis stabilumas. Titano pridėjimas ir volframo nebuvimas reiškia, kad esant aukštai temperatūrai (550–1100 laipsnių), C-4 žymiai mažiau nusodins intermetalines fazes (pvz., Mu-fazę).

Pakeitimo klausimas:

Ar C-276 galima pakeisti C-4? Paprastai nerekomenduojama be inžinerinės peržiūros. C-276 esantis volframas gali paskatinti fazinį nusodinimą terminio poveikio metu, o tai gali sukelti trapumą arba sumažinti atsparumą korozijai karščio paveiktoje suvirinimo siūlių zonoje.

Ar C-4 gali būti pakeistas C-276? Galbūt kai kuriose aplinkose, tačiau C-4 trūksta volframo, o tai prisideda prie išskirtinio C-276 atsparumo vietinei korozijai tam tikrose agresyviose terpėse (pvz., stipriose oksiduojančiose medžiagose su chloridais).

Kada pasirinkti C-4:

C-4 yra tinkamiausias pasirinkimas, kai:

Taikymas apima suvirinimą be vėlesnio atkaitinimo tirpalu

Eksploatacijos metu komponentas patirs terminį ciklą

Reikalingas didžiausias atsparumas tarpkristalinei korozijai

Aplinka – karšta fosforo rūgštis su fluoridais

Surinkimui reikia suvirinti daug{0}} storų dalių

Rekomendacija:

Patikrinkite aptarnavimo sąlygas. Jei terminis stabilumas arba atsparumas tarpkristalinei korozijai po suvirinimo yra labai svarbūs, nurodykite C-4 (UNS N06455). Nekeiskite be inžinerinio patvirtinimo ir išsamios konkrečios korozinės aplinkos peržiūros.

---

2. Terminis stabilumas: kodėl Hastelloy C-4 lydinio apvalūs strypai yra termiškai stabilesni nei kiti C šeimos lydiniai, ir kodėl tai svarbu suvirintiesiems gaminiams?

Kl.: Gaminame sudėtingą cheminį reaktorių, naudodami Hastelloy C-4 lydinio apvalius strypus įvairiems vidiniams komponentams. Projektuojant reikia atlikti išsamų suvirinimą, o terminis apdorojimas po suvirinimo neįmanomas. Kodėl C-4 yra specialiai rekomenduojamas šiai programai, o ne C-276?

A: Jūsų pritaikymas-platus suvirinimas be po-suvirinimo terminio apdorojimo- yra būtent tas scenarijus, kuriam buvo sukurtas Hastelloy C-4. Padidėjęs lydinio terminis stabilumas yra ne tik metalurgijos įdomybė; tai praktiškas sprendimas realaus pasaulio gamybos iššūkiui.

Kitų C{0}}šeimos lydinių terminio stabilumo problema:

Kai suvirinami lydiniai, pvz., C-276, šilumos-veikiamos zonos (HAZ) temperatūra svyruoja nuo beveik lydymosi iki aplinkos. Kai HAZ vėsta nuo 550 laipsnių iki 1100 laipsnių (1020 laipsnių F iki 2010 laipsnių F), gali atsirasti keletas nepageidaujamų reiškinių:

Mu-fazės nusodinimas: C-276 volframo ir molibdeno derinys gali sukelti mu-fazės (intermetalinio junginio) susidarymą grūdelių ribose.

Karbido nusodinimas: gali susidaryti chromo karbidai, kurie išeikvoja aplinkinę chromo matricą.

Pasekmė: šios nuosėdos sukuria sumažinto atsparumo korozijai zonas. Eksploatacijos metu HAZ gali sukelti koroziją, pirmiausia -reiškinį, vadinamą „peilio-linijos ataka“-, o netaurieji metalai lieka nepakitę.

Kaip C-4 tai išsprendžia:

Hastelloy C-4 buvo sukurtas su dviem pagrindiniais pakeitimais:

Titano stabilizavimas (0,7 % maks.): Titanas yra stiprus karbido formuotojas. Jis „išvalo“ anglį, sudarydamas stabilius titano karbidusvidujegrūdeliai, o ne chromo karbidai grūdelių ribose. Taip išsaugomas chromas kietame tirpale, kur jo reikia atsparumui korozijai užtikrinti.

Volframo pašalinimas: volframas, nors ir naudingas atsparumui korozijai kai kuriose aplinkose, skatina mu{0}}fazės susidarymą terminio poveikio metu. Visiškai pašalindamas volframą, C-4 pašalina šį kritulių kelią.

Rezultatas:

Švarios grūdelių ribos: C-4 suvirinimo HAZ lieka be kenksmingų nuosėdų.

Vienodas atsparumas korozijai: HAZ atsparumas korozijai iš esmės prilygsta netauriojo metalo atsparumui.

Nereikalaujama PWHT: komponentai gali būti patikimai naudojami{0}}suvirinti.

Praktinės jūsų gamybos pasekmės:

Daugiatakis suvirinimas: net ir atliekant kelis terminius ciklus (kaip suvirinant storą-pjūvį), C-4 išlaiko vientisumą.

Sudėtingos geometrijos: sudėtingus mazgus su daugybe suvirinimo siūlių galima pagaminti nesijaudinant dėl ​​kaupiamosios šiluminės žalos.

Remontas vietoje: jei kada nors prireikia lauko suvirinimo, taikomas toks pat terminis stabilumas,{0}}remontą galima atlikti be tolesnio terminio apdorojimo.

Patvirtinimas:

Norėdami patvirtinti tinkamą C-4 apvalių strypų terminį apdorojimą, galite nurodyti ASTM G28 korozijos bandymą. Mažas korozijos greitis (<0.5 mm/year) confirms that the material is in the proper condition and will resist intergranular attack after welding.

Rekomendacija:

Jūsų plačiai suvirintam reaktoriui C-4 yra techniškai teisingas pasirinkimas. Lydinio terminis stabilumas užtikrina, kad jūsų suvirinimo siūlės netaps silpnomis korozijos barjero vietomis net ir be terminio apdorojimo po suvirinimo.

---

3. Atsparumas korozijai: kokioje konkrečioje korozinėje aplinkoje Hastelloy C-4 lydinio apvalus strypas pranoksta kitus nikelio-chromo-molibdeno lydinius?

Kl.: Renkamės medžiagas naujam cheminiam procesui, kuriame naudojama karšta fosforo rūgštis su fluoro priemaišomis. Paprastai naudojame C-276, bet kažkas pasiūlė, kad C-4 būtų geresnis. Ar šioje aplinkoje yra konkretus C-4 pranašumas?

A: jūsų paraiška, susijusi su fosforo rūgštimi su fluoro priemaišomis, yra klasikinis pavyzdys, kai Hastelloy C-4 gali pasiūlyti aiškių pranašumų, palyginti su C-276 ir kitais C šeimos lydiniais. Svarbiausia yra lydinio terminis stabilumas ir specifinis atsparumas tam tikroms korozinėms rūšims.

Fluoro iššūkis:

Fosforo rūgšties gamyboje šlapiuoju{0}}procesu fluoro junginiai (HF, fluorsilicio rūgštis, fluorido druskos) yra dažnos priemaišos. Jie yra labai agresyvūs, ypač esant aukštai temperatūrai.

Volframo pažeidžiamumas: volframas, kurio C-276 yra 3–4,5%, tam tikromis sąlygomis gali sudaryti tirpius kompleksus su fluoridais. Tai gali sukelti selektyvų volframo išplovimą iš lydinio paviršiaus, sukuriant grublėtą, išeikvotą zoną, kuri pagreitina bendrą koroziją.

C-4 pranašumas: be volframo, C-4 visiškai pašalina šį pažeidžiamumą.

Našumo palyginimas pagrindinėse aplinkose:

Peržiūrėtas „Kaip{0}}suvirintas“ pranašumas:

Fosforo rūgšties eksploatavimo metu įrangą dažnai reikia suvirinti gaminant ir kartais atliekant remontą lauke. C-4 atsparumas HAZ jautrinimui reiškia:

Suvirintoji jungtis išlaiko tokį patį atsparumą korozijai kaip ir netauriųjų metalų.

Po{0}}suvirinimo terminis apdorojimas nereikalingas, o tai dažnai nepraktiška dideliems indams.

Rizika, kad peilio{0}}linijos atakos prie suvirinimo siūlių ribos bus beveik pašalintos.

C-4 apribojimai:

Svarbu suprasti, kur yra C-4negeriausias pasirinkimas:

Stiprios redukuojančios rūgštys (pvz., grynas HCl): C-276, kuriame yra didesnis molibdeno ir volframo kiekis, paprastai veikia geriau.

Labai oksiduojančios aplinkos (pvz., azoto rūgštis, chloro dujos): gali būti teikiama pirmenybė lydiniams su didesniu chromo kiekiu (pvz., 625 arba C-22).

Stipri vietinė korozija (pvz., jūros vandens įtrūkimai): C-276 volframo priedas suteikia papildomą atsparumo ribą.

Rekomendacija jūsų programai:

Karštai fosforo rūgščiai su fluoro priemaišomis C-4 yra puikus pasirinkimas. Dėl terminio stabilumo ir atsparumo fluoro poveikiui jis puikiai tinka. Tačiau:

Tikslią rūgšties koncentraciją, temperatūrą ir priemaišų lygius patikrinkite su korozijos inžinieriumi.

Peržiūrėkite paskelbtus korozijos duomenis arba apsvarstykite galimybę atlikti kupono testavimą konkrečiame proceso sraute.

Užtikrinkite, kad prieš srovę vykstantys procesai nepatektų oksiduojančių medžiagų, kurios gali pakeisti korozijos mechanizmą.

---

4. Apdirbamumas: kuo Hastelloy C-4 lydinio apvalus strypas apdirbamumo požiūriu skiriasi nuo kitų nikelio lydinių ir kokios įrankių strategijos yra veiksmingiausios?

Klausimas: Mūsų mašinų dirbtuvė turi didelę patirtį su 316L nerūdijančiu plienu, o kai kurie su Inconel 625. Turime naują darbą apdirbdami Hastelloy C-4 lydinio apvalius strypus į tikslaus vožtuvo komponentus. Kuo jis lyginamas su šiomis medžiagomis ir kokias įrankių strategijas turėtume taikyti?

A: Hastelloy C-4 lydinio apvalių strypų apdirbimas kelia sunkumų, būdingų nikelio lydiniams, tačiau dėl stabilizuotos chemijos pasižymi tam tikromis išskirtinėmis savybėmis. Čia yra išsamus palyginimas ir rekomenduojamas metodas.

Apdirbamumo įvertinimo palyginimas:

Jei 316L nerūdijančio plieno bazinis apdirbamumo įvertinimas yra 100 %:

C-4 ir C-276 apdirbamumas:

Įdomu tai, kad C-4 paprastai yra šiek tiek labiau apdirbamas nei C-276 dėl:

Jokio volframo: Volframas prideda stiprumo ir prisideda prie darbo grūdinimo. C-4 volframo nebuvimas sumažina šį poveikį.

Titano stabilizavimas: smulkūs titano karbidai gali pagerinti drožlių susidarymą, veikdami kaip drožlių laužytojai.

Žemesnis darbo kietėjimo laipsnis: C-4 sukietėja šiek tiek mažesniu greičiu nei C-276.

Iššūkiai, būdingi C-4:

Darbinis grūdinimas: vis dar reikšmingas, palyginti su nerūdijančiu plienu. Pjovimo metu paviršius greitai sukietėja{1}}.

Žemas šilumos laidumas: šiluma lieka pjovimo zonoje, pagreitindama įrankių nusidėvėjimą.

Plytimo tendencija: lydinys gali prisivirinti prie pjovimo įrankio veikiamas slėgiu ir karščiu.

Skiedrų valdymas: Skiedros gali būti dygliuotos ir kietos, todėl reikia veiksmingų drožlių laužytuvų.

Veiksmingos C-4 įrankių strategijos:

Įrankio medžiaga:

Tik karbidas: naudokite C2 arba C3 klasės karbido įdėklus. HSS įrankiai netinkami gamybiniams darbams.

Danga: TiAlN arba AlTiN dangos yra būtinos. Jie suteikia šilumos barjerą ir sutepimą.

Geometrija: Teigiami nuolydžio kampai, aštrios briaunos ir drožlių laužikliai, skirti nikelio lydiniams.

Greitis ir tiekimas („Judėk toliau“ taisyklė):

Pjovimo greitis: 50-80 SFM (15-25 m/min) karbidui. Šiek tiek didesnis nei C-276.

Tiekimo greitis: nuo vidutinio iki sunkaus (0,006–0,015 col./aps., priklausomai nuo veikimo). Turite nupjautipagaldarbo{0}}užgrūdintas sluoksnis.

Pjovimo gylis: nuoseklus, pakankamas gylis. Niekada neleiskite įrankiui stovėti ar trintis.

Aušinimo skystis:

Užtvindymo aušinimo skystis: didelis tūris, aukštas slėgis. Aušinimo skystis turi pasiekti pjovimo kraštą.

Tipas: vandenyje{0}}tirpūs aušinimo skysčiai su didelio slėgio (EP) priedais. Norėdami sriegti ir sriegti, naudokite chloruotą pjovimo alyvą.

Mašinos tvirtumas:

Sąranka turi būti standi. Bet kokia vibracija ar triukšmas sukels darbo sukietėjimą ir įrankio gedimą.

Palyginimas su Inconel 625:

C-4 ir 625 apdirbamumo įvertinimai yra panašūs.

Dėl titano karbido susidarymo C-4 gali pagaminti šiek tiek nuoseklesnius drožles.

Įrankio tarnavimo laikas turi būti panašus į tinkamus parametrus.

Numatomas ciklo laikas:
Suplanuokite 4–5 kartus ilgesnius ciklo laikus nei lygiavertės 316 l dalys. Įrankiai bus keičiami dažniau.

Rekomendacija:

Pradėkite nuo parametrų apatinėje diapazono dalyje (50 SFM) ir koreguokite pagal įrankio susidėvėjimą ir paviršiaus apdailą. Atidžiai stebėkite kelias pirmąsias dalis. Investuokite į kokybiškus karbido įrankius su tinkamomis dangomis-tai labai pakeičia įrankio tarnavimo laiką ir dalių kokybę.

---

5. Terminis apdorojimas. Koks yra Hastelloy C-4 lydinio apvalių strypų apdorojimas, rekomenduojamas tirpalo atkaitinimas ir kodėl būtina apsauginė atmosfera?

Kl.: Įsigijome Hastelloy C-4 lydinio apvalius strypus kritiniam naudojimui ir po kai kurių šaltojo formavimo operacijų turime atlikti tirpalo atkaitinimą. Turime oro krosnį. Ar galime atkaitinti ore ir tada marinuoti, ar tai pakenks medžiagai?

A: Galimas Hastelloy C-4 lydinio apvalių strypų atkaitinimas oro krosnyje, tačiau tai kelia didelę riziką ir beveik neabejotinai reikės pašalinti paviršių po atkaitinimo. Štai ką reikia žinoti.

Tirpalo atkaitinimo tikslas:

C-4 tirpalo atkaitinimas naudojamas keliems tikslams:

Ištirpinkite nuosėdas: iš naujo ištirpinkite visus karbidus arba intermetalines fazes, kurios susidarė karšto apdirbimo arba lėto aušinimo metu.

Perkristalizuokite grūdų struktūrą: pašalinkite šalto darbo poveikį formavimo operacijų metu.

Homogenizuoti chemiją: užtikrinti vienodą legiravimo elementų pasiskirstymą.

Atkurkite atsparumą korozijai: grąžinkite medžiagą į optimalią korozijai{0}}atsparią būseną.

Rekomenduojami C-4 parametrai:

Kas nutinka oro krosnyje:

C-4 tirpalo atkaitinimo temperatūroje oro atmosferoje įvyksta:

Oksidacija: Chromas ir molibdenas reaguoja su deguonimi, sudarydami storą, tvirtą oksido skalę (pirmiausia chromo oksidą ir nikelio oksidą). Šios skalės gylis gali būti 0,1–0,3 mm ar daugiau.

Chromo išeikvojimas: Po oksido skalės esančioje zonoje trūksta chromo, kuris migravo ir susidarė oksidas. Šis „chromo-išeikvotas“ sluoksnis sumažino atsparumą korozijai.

Paviršiaus šiurkštinimas: Oksidacijos procese sunaudojamas metalas, susidaro šiurkštus, nelygus paviršius.

Matmenų praradimas: strypo skersmuo sumažės susidariusio oksido storiu.

Marinavimas po oro atkaitinimo:

Galite marinuoti (nuvalyti) strypą po oro atkaitinimo, kad pašalintumėte oksido apnašas. Tačiau:

Marinavimas neatkurs chromo{0}}nebeigto sluoksnio; to metalo nebėra.

Marinavimas gali pirmiausia pažeisti grūdų ribas, jei nebus kruopščiai kontroliuojamas.

Prarasite papildomą matmenų toleranciją (medžiaga pašalinama).

Paviršius bus matinis, o ne ryškus.

Sprendimas: apsauginis atkaitinimas atmosferoje:

Norint išsaugoti paviršiaus vientisumą ir išvengti po{0}}atkaitinimo komplikacijų, atkaitinimas turi būti atliekamas apsauginėje atmosferoje:

Vakuuminė krosnis (ideali): kaitinant vakuume (10⁻⁵–10⁻⁶ torr), visiškai išvengiama oksidacijos. Paviršius atrodo švarus ir šviesus, be chromo.

Vandenilio atmosfera: Sausa vandenilio atmosfera (rasos taškas žemiau -50 laipsnių) sumažina esamus oksidus ir neleidžia susidaryti naujiems. Paviršius tampa šviesus.

Argonas arba helis: inertinių dujų atmosfera apsaugo nuo oksidacijos, bet nesumažina esamų oksidų. Prieš kraunant juosta turi būti švari.

Jei reikia atkaitinti ore:

Jei oro atkaitinimas neišvengiamas dėl įrangos apribojimų:

Negabaritinis strypas: pradėkite nuo didesnio skersmens strypo, nei reikia, numatydami medžiagos praradimą oksiduojant ir vėliau apdirbant.

Mašina po atkaitinimo: atlikite visą apdirbimąpo toatkaitinimas, pašalinant bent 1-2 mm nuo visų paviršių, kad būtų pašalintas oksiduotas ir chromo netekęs sluoksnis.

Patvirtinkite pašalinimą: atlikite apdoroto paviršiaus cheminę analizę arba korozijos bandymą, kad įsitikintumėte, jog chromo -sumažėjusi zona buvo visiškai pašalinta.

Priimkite nuostolius: supraskite, kad galutinis produktas neturės „ryškaus“ ​​paviršiaus ir reikės papildomo apdirbimo.

Alternatyva: tik streso mažinimas

Jei šaltojo formavimo operacijos yra nedidelės ir jums reikia tik sumažinti liekamuosius įtempius (ne visiškai perkristalizuoti struktūrą), apsvarstykite galimybę sumažinti įtempių temperatūrą žemesnėje- (400–500 laipsnių / 750–930 laipsnių F) ore. Tai sukels šiek tiek spalvos pasikeitimą, bet ne didelio masto ar reikšmingo chromo išeikvojimą.

Rekomendacija:

Esant svarbiems komponentams, kuriems reikalingas visiškas atkaitinimas tirpalu, nekaitinkite oru, nebent turite didelių atsargų ir planuojate vėliau apdoroti visus paviršius. Vietoj to:

Iš anksto atkaitintos C-4 apvalios juostos ir dizainas, kad būtų išvengta atkaitinimo po formavimo.

Perduokite atkaitinimą į parduotuvę, kurioje yra vakuuminės arba vandenilio krosnies galimybės.

Jei reikia atkaitinti oru, įtraukite negabaritinius ir apdirbimo leidimus į savo pirkimo specifikacijas.