Išsamiausias įvadas į įvairias Hastelloy lydinių rūšis
Hastelloy lydinys
I. Įvadas
Hastelloy yra nikelio pagrindo lydinio rūšis. Šiuo metu jis skirstomas į tris serijas: B, C ir G. Jis daugiausia naudojamas stipriai korozijai, kurios negalima naudoti geležies pagrindu pagamintame Cr-Ni arba Cr-Ni-Mo nerūdijančiame pliene, nemetalinėse medžiagose ir kt. buvo plačiai naudojamas naftos, chemijos pramonės, aplinkos apsaugos ir daugelyje kitų sričių užsienyje. Jo rūšys ir tipinės naudojimo situacijos pateiktos toliau esančioje lentelėje.
Hastelloy pažymiai
Siekdama pagerinti Hastelloy atsparumą korozijai ir šalto bei karšto darbo savybes, Hastelloy padarė tris pagrindinius patobulinimus. Kūrimo procesas yra toks: Nuoroda:
B serija: B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
C serija: C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)
G serija: G → G-3 (00Cr22Ni48Mo7Cu) → G-30 (00Cr30Ni48Mo7Cu)
Šiuo metu plačiausiai naudojamos medžiagos yra N10665 (B-2), N10276 (C-276), N06022 (C-22), N06455 (C-4) ir N06985 ( G-3). Trečiosios kartos medžiagos N10675 (B-3), N10629 (B-4) ir N06059 (C-59) reklamuojamos. Dėl metalurgijos technologijų pažangos pastaraisiais metais atsirado keli vadinamojo „super nerūdijančio plieno“, kurių sudėtyje yra ~6 % Mo, markių, kurie pakeitė G serijos lydinius, todėl sparčiai sumažėjo G serijos lydinių gamyba ir naudojimas.
2. Tipinė Hastelloy lydinio cheminė sudėtis
cheminė medžiagos sudėtis
Ni Cr Mo Fe C Si Co Mn PSWV Cu Nb+T
N10665 (B-2) Bazė Mažiau arba lygi 1.0 26.0~30 Mažiau arba lygi 2.{{ 10}} Mažiau arba lygu 0.02 Mažiau arba lygu 0.10 Mažiau arba lygu 1,0 Mažiau arba lygu 1,0 Mažiau ar lygus 0,04 Mažesnis arba lygus 0,03
N10276 (C-276) Pagrindas 14,5–16.5 15.0~ 17.0 4.0~7.{{ 12}} Mažiau arba lygu 0.01 Mažiau arba lygu {{20}}.08 Mažiau arba lygu 2,5 Mažiau nei arba lygus 1.0 Mažiau arba lygus 0,04 Mažiau arba lygus 0.03 3.0~ 4,5 Mažiau arba lygus 0,035
N06007 (G-3) 21 bazė.0~23.5 6.0~ 8 .0 18.0~21 Mažiau arba lygu 0.015 Mažiau arba lygu 1.0 Mažiau arba lygu 5. 0 Mažiau arba lygu 1,0 Mažiau arba lygu 0,04 Mažiau arba lygu 0,03 Mažiau arba lygu 1.5 1.5–2,5 Mažiau arba lygu 0,50
3. Mechaninių savybių nuoroda:
Hastelloy mechaninės savybės yra labai puikios. Jis pasižymi dideliu stiprumu ir dideliu kietumu, todėl jį sunku apdirbti. Be to, jo polinkis kietėti tempimui yra labai stiprus. Kai deformacijos greitis pasiekia 15 %, jis yra maždaug 18-8 dvigubai didesnis nei nerūdijančio plieno. Hastelloy taip pat turi vidutinės temperatūros jautrinimo zoną, o jos jautrinimo tendencija didėja didėjant deformacijos greičiui. Kai temperatūra aukšta, Hastelloy lengvai sugeria kenksmingus elementus, todėl sumažėja jo mechaninės savybės ir atsparumas korozijai.
4. Dažniausiai naudojami Hastelloy lydiniai
1: Hastelloy B-2 lydinys (Hastelloy B-2 lydinys)
1. Atsparumas korozijai
Hastelloy B-2 lydinys yra Ni-Mo lydinys, turintis itin mažai anglies ir silicio. Jis sumažina karbidų ir kitų fazių nuosėdas suvirinimo ir karščio paveiktoje zonoje, taip užtikrindamas, kad net ir suvirinimo sąlygomis taip pat turi gerą atsparumą korozijai.
Kaip visi žinome, Hastelloy B{0}} lydinys pasižymi puikiu atsparumu korozijai įvairiose redukuojančiose terpėse ir gali atlaikyti koroziją esant bet kokiai temperatūrai ir druskos rūgšties koncentracijai esant normaliam slėgiui. Jis pasižymi puikiu atsparumu korozijai neaeruotoje vidutinės koncentracijos neoksiduojančioje sieros rūgštyje, įvairios koncentracijos fosforo rūgšties, aukštos temperatūros acto rūgšties, skruzdžių rūgšties ir kitų organinių rūgščių, bromo rūgšties ir vandenilio chlorido dujose. Tuo pačiu metu jis taip pat yra atsparus halogeninių katalizatorių korozijai. Todėl Hastelloy B-2 lydinys paprastai naudojamas įvairiuose atšiauriuose naftos ir cheminiuose procesuose, pvz., distiliuojant ir koncentruojant druskos rūgštį; etilbenzeno alkilinimas ir acto rūgšties žemo slėgio okso sintezė bei kiti gamybos procesai.
Tačiau daugelį metų pramoniniu būdu taikant Hastelloy B-2 lydinį, buvo nustatyta, kad: (1) Hastelloy B-2 lydinys turi dvi jautrinimo zonas, kurios turi didelį poveikį atsparumui tarpkristaliniam poveikiui. korozija: aukštos temperatūros zona 1200–1300 laipsnių ir 550 laipsnių jautrinimo zona. ~900 laipsnių vidutinės temperatūros zona; (2) Dėl dendrito atsiskyrimo suvirinimo metale ir Hastelloy B-2 lydinio karščio paveiktoje zonoje tarpmetalinės fazės ir karbidai nusėda išilgai grūdelių ribų, todėl jie yra jautresni tarpkristalinei korozijai; (3) Hastelloy B{11}} lydinys yra prastas vidutinės temperatūros terminis stabilumas. Kai geležies kiekis Hastelloy B-2 lydinyje nukrenta žemiau 2 %, lydinys yra jautrus beta fazės (ty Ni4Mo fazės, tvarkingo intermetalinio junginio) transformacijai. Kai lydinys šiek tiek ilgesnį laiką išlieka 650–750 laipsnių temperatūros diapazone, fazė sukuriama akimirksniu. Fazės buvimas sumažina Hastelloy B-2 lydinio kietumą, todėl jis tampa jautrus korozijai įtempiams ir netgi gali būti pažeistas Hastelloy B-2 lydinys gaminant žaliavas (pvz., karšto valcavimo procesą) ir įrangos gamybos procesas (pvz., Hastelloy B-2 lydinio įranga po suvirinimo, bendras terminis apdorojimas) ir Hastelloy B-2 lydinio įrangos įtrūkimai aptarnavimo aplinkoje. Šiuo metu mano šalies ir kitų pasaulio šalių nustatytas standartinis Hastelloy B-2 lydinio atsparumo korozijai bandymo metodas yra normalaus slėgio virimo druskos rūgšties metodas, o vertinimo metodas yra svorio mažinimo metodas. Kadangi Hastelloy B-2 lydinys yra lydinys, atsparus druskos rūgšties korozijai, normalaus slėgio virimo druskos rūgšties metodas yra gana nejautrus Hastelloy B-2 lydinio tarpkristalinės korozijos polinkiui patikrinti. Šalies mokslinių tyrimų institucijos naudojo aukštos temperatūros druskos rūgšties metodą Hastelloy B-2 lydinio tyrimui ir nustatė, kad Hastelloy B-2 lydinio atsparumas korozijai priklauso ne tik nuo jo cheminės sudėties, bet ir nuo terminės. apdorojimo kontrolės procesas. Kai terminis apdorojimo procesas yra netinkamai kontroliuojamas, Hastelloy B-2 lydinio grūdeliai ne tik auga, bet ir tarp grūdelių nusėda didelė Mo σ fazė. Šiuo metu Hastelloy B-2 lydinio atsparumas tarpkristalinei korozijai žymiai sumažėja. , atliekant aukštos temperatūros druskos rūgšties bandymą, stambiagrūdžio ir normalios plokštelės grūdelių ribos ėsdinimo gylis skyrėsi maždaug du kartus.
2. Fizinių savybių nuoroda
Fizinės Hastelloy B-2 lydinio savybės parodytos toliau esančioje lentelėje.
Tankis: 9,2 g/cm3, lydymosi temperatūra: 1330–1380 laipsnių, magnetinis pralaidumas: ( laipsnis , RT) Mažesnis arba lygus 1,001
Fizinės savybės
Temperatūra ( laipsniai ) Savitoji šiluma (J/kg-k) Šilumos laidumo koeficientas (W/mk) Atsparumas (μΩcm) Tamprumo modulis (Gpa) Šiluminio plėtimosi koeficientas nuo kambario temperatūros iki T (10-6/K)
0 373 137 218
20 377 11.1 137 217
100 389 12.2 138 213 10.3
200 406 13.4 138 208 10.8
300 423 14.6 139 203 11.1
400 431 16.0 139 197 11.4
500 444 17.3 141 191 11.6
600 456 18.7 146 184 11.8
700 176
3. Cheminė sudėtis
cheminė sudėtis
Elementas Ni Cr Fe C Mn Si Cu Mo Co PS
Minimali paraštė {{0}}.4 1.6 26.0
Daugiausia 1.0 2.0 0.01 1.0 0.08 0.5 30.0 1.0 0 .02 0.010
4. Mechaninės savybės
Bendrosios Hastelloy B{0}} lydinio mechaninės savybės parodytos šiose dviejose lentelėse
Mažiausios mechaninių savybių vertės kambario temperatūroje (žr. DIN/ASTM standartus)
Gaminio forma Matmenys (mm) {{0}},2 % Takumo stipris (Mpa) 1,0 % Takumo stipris (Mpa) Tempimo stipris (Mpa) Pailgėjimas A5 % Brinelio kietumas HB Grūdelių dydis (μm)
Šaltai valcuota juostelė Mažiau arba lygi 5 340 380 755 40 250 127
Karšto valcavimo plokštė 5 ~ 65 214
Strypas 325 370 745 - -
Vamzdis 340 360 755 - -
ASTM standartas 350 - 760 241 Tas pats, kas aukščiau
Mažiausios mechaninių savybių vertės esant aukštai temperatūrai
Produkto forma {{0}}.2 % takumo riba (Mpa) laipsnis 1,0 % takumo riba (Mpa) laipsnis
100 200 300 400 100 200 300 400
Įlipti 315 285 270 255 355 325 310 295
Vamzdis
Strypas 300 275 255 240 340 315 300 285
5. Gamyba ir terminis apdorojimas
1: Šildymas
Naudojant Hastelloy B{{0}} lydinį, labai svarbu, kad paviršius būtų švarus ir be teršalų prieš kaitinimą ir kaitinimo metu. Hastelloy B-2 lydinys taps trapus kaitinant aplinkoje, kurioje yra sieros, fosforo, švino ar kitų žemos lydymosi temperatūros metalo teršalų. Pagrindiniai šių teršalų šaltiniai yra žymekliai, temperatūrą rodantys dažai, riebalai ir skysčiai, dūmai. Šiose išmetamosiose dujose turi būti mažai sieros; pavyzdžiui: sieros kiekis gamtinėse dujose ir suskystintose naftos dujose neviršija 0,1%, miesto oro sieros kiekis neviršija 0,25g/m3, o sieros kiekis kure alyva neviršija 0,5% yra kvalifikuota.
Dujinė kaitinimo krosnies aplinka turi būti neutrali arba lengvai redukuojanti aplinka ir negali svyruoti tarp oksiduojančios ir redukuojančios. Liepsna krosnyje negali tiesiogiai paveikti Hastelloy B{0}} lydinio. Tuo pačiu metu medžiaga turi būti įkaitinta iki reikiamos temperatūros didžiausiu kaitinimo greičiu, o tai reiškia, kad pirmiausia reikia pakelti kaitinimo krosnies temperatūrą iki reikiamos temperatūros, o tada medžiaga turi būti dedama į krosnį kaitinti. .
2: terminis apdorojimas
Hastelloy B-2 lydinys gali būti karštai apdorotas 900–1160 laipsnių diapazone, o po apdorojimo jį reikia gesinti vandeniu. Siekiant užtikrinti geriausią atsparumą korozijai, atkaitinimas turi būti atliekamas po karšto apdorojimo.
3: Šaltasis apdorojimas
Šaltai apdorotas Hastelloy B-2 lydinys turi būti apdorotas tirpalu. Kadangi jo kietėjimo greitis yra daug didesnis nei austenitinio nerūdijančio plieno, formavimo įrangą reikia atidžiai apsvarstyti. Jei atliekamas šaltojo formavimo procesas, būtinas tarppakopinis atkaitinimas.
Kai šaltojo darbo deformacija viršija 15%, prieš naudojimą reikia apdoroti tirpalu.
4: terminis apdorojimas
Tirpalo terminio apdorojimo temperatūra turi būti kontroliuojama nuo 1060 iki 1080 laipsnių, po to aušinimas vandeniu arba greitas oro aušinimas, kai medžiagos storis yra didesnis nei 1,5 mm, kad būtų pasiektas geriausias atsparumas korozijai. Atliekant bet kokią šildymo operaciją, reikia imtis atsargumo priemonių, kad būtų nuvalytas medžiagos paviršius. Termiškai apdorojant Hastelloy medžiagas ar įrangos dalis, reikia atkreipti dėmesį į šiuos dalykus: Siekiant išvengti įrangos dalių deformacijos terminio apdorojimo metu, reikia naudoti nerūdijančio plieno armavimo žiedus; turi būti griežtai kontroliuojama krosnies pakrovimo temperatūra, šildymo ir aušinimo laikas; prieš pakraunant krosnį, terminio apdorojimo dalys Atliekamas išankstinis apdorojimas, kad neatsirastų terminių įtrūkimų; po terminio apdorojimo termiškai apdorotos dalys yra 100% PT; jei terminio apdorojimo metu atsiranda terminių įtrūkimų ir juos reikia taisyti po poliravimo ir pašalinimo, reikia naudoti specialų remontinį suvirinimo procesą.
5: Nukalkinimas
Hastelloy B-2 lydinio paviršiuje esantys oksidai ir dėmės šalia suvirinimo siūlių turi būti nupoliruotos smulkiais šlifavimo diskais.
Kadangi Hastelloy B-2 lydinys yra gana jautrus oksiduojančioms terpėms, ėsdinimo proceso metu susidarys daugiau azoto turinčių dujų.
6: apdirbimas
Hastelloy B{0}} lydinys turi būti apdirbamas atkaitintas ir turi būti aiškiai suprantamas jo kietėjimas darbe. Pavyzdžiui, lyginant su standartiniu austenitiniu nerūdijančiu plienu, turi būti naudojamas mažesnis paviršiaus pjovimo greitis ir naudojamas sukietėjęs paviršiaus sluoksnis. Didesnis padavimo kiekis ir nuolatinio įrankio darbo būklė.
Hastelloy B-2 lydinio suvirinimo metalas ir karščio paveikta zona yra mažai Molio, nes lengvai nusodinama fazė, kuri yra linkusi į tarpkristalinę koroziją. Todėl Hastelloy B-2 lydinio suvirinimo procesas turi būti kruopščiai suformuluotas ir griežtai kontroliuojamas. Bendras suvirinimo procesas yra toks: suvirinimo medžiaga yra ERNiMo-7; suvirinimo būdas yra GTAW; tarpsluoksnio temperatūra kontroliuojama ne aukštesnė kaip 120 laipsnių; suvirinimo vielos skersmuo yra φ2,4, φ3,2; suvirinimo srovė yra 90-150A. Tuo pačiu metu, prieš suvirinant, suvirinimo viela, suvirintų dalių griovelis ir gretimos dalys turi būti nukenksminti ir nuriebalinti.
Hastelloy B{0}} lydinio šilumos laidumas yra daug mažesnis nei plieno. Jei pasirenkamas vienas V formos griovelis, griovelio kampas turi būti apie 70 laipsnių ir turi būti naudojamas mažesnis šilumos įvadas.
Terminis apdorojimas po suvirinimo gali pašalinti liekamąjį įtempį ir pagerinti atsparumą įtempiams korozijai įtrūkimams.
2: Hastelloy C-276
1. Atsparumas korozijai
Hastelloy C-276 metalas yra nikelio-molibdeno-chromo-geležies-volframo nikelio lydinys. Tai viena iš labiausiai korozijai atsparių šiuolaikinių metalinių medžiagų. Daugiausia atsparus šlapiam chlorui, įvairiems oksiduojantiems chloridams, chlorido druskų tirpalams, sieros rūgščiai ir oksiduojančioms druskoms, taip pat turi gerą atsparumą korozijai žemos ir vidutinės temperatūros druskos rūgštyje. Todėl per pastaruosius trisdešimt metų jis buvo plačiai naudojamas atšiauriose korozinėse aplinkose, tokiose kaip chemijos pramonė, naftos chemijos pramonė, išmetamųjų dujų desulfuravimas, celiuliozės ir popieriaus gamyba, aplinkos apsauga ir kitose pramonės srityse.
Įvairūs Hastelloy C-27 nikelio lydinio korozijos duomenys yra tipiški, tačiau jie negali būti naudojami kaip specifikacijos, ypač nežinomoje aplinkoje, o medžiagas reikia pasirinkti po bandymo. Hastelloy C-27 nikelio lydinyje nėra pakankamai Cr, kad jis būtų atsparus korozijai stipriai oksiduojančioje aplinkoje, pvz., karštoje koncentruotoje azoto rūgštyje. Šis lydinys daugiausia gaminamas cheminių procesų aplinkai, ypač esant mišrioms rūgštims, pavyzdžiui, išmetamųjų dujų desulfuravimo sistemų išleidimo vamzdžiams. Šioje lentelėje parodytas keturių lydinių korozijos palyginimas skirtingose aplinkose.
bandomoji situacija. (Visi suvirinimo pavyzdžiai pritaikyti autogeniniam lankiniam suvirinimui volframu)
Lyginamasis keturių metalų korozijos bandymas skirtingose aplinkose
Bandymo aplinka (virimo temperatūra) Korozijos greitis (mm/)
Tipiškas 316 AL-6XN Inconel625 C-276
Pagrindinio metalo bandinys Suvirinimo pavyzdys Pagrindinio metalo pavyzdys Suvirinimo pavyzdys Pagrindinio metalo pavyzdys Pagrindinio metalo pavyzdys Suvirinimo pavyzdys
20% acto rūgšties 0.003 0.003 0.0036 0.0018 0.0076 0.013 0.006
45% skruzdžių rūgšties 0.277 0.262 0.116 0.142 0.13 0.07 0.049
10% oksalo rūgšties 1.02 0.991 0.277 0.274 0.15 0.29 0.259
20% fosforo rūgšties 0.177 0.155 0.007 0.006 0.001 0.001 0.0006
10 % sulfamo rūgšties 1.62 1.58 0.751 0.381 0.12 0.07 0.061
10 % sieros rūgšties 9.44 9.44 2.14 2.34 0.64 0.35 0.503
10 % natrio bikarbonato 1.06 1.06 0.609 0.344 0.10 0.07 0.055
