1. Mis on UNS N10276 ja kuidas selle keemiline koostis eristab seda teistest nikli{2}}põhistest sulamitest, nagu UNS N10665?
UNS N10276, laialdaselt tuntud kaubanime Hastelloy C-276 all, on nikli-kroom-molübdeeni-volframisulam. Seda peetakse sageli keemilise töötlemise rakendustes kõige universaalsemaks korrosioonikindlaks sulamiks.
Selle keemiline koostis on mitmekülgsuse tagamiseks spetsiaalselt tasakaalustatud:
Nikkel (tasakaal): tagab austeniitse maatriksi ja üldise korrosioonikindluse.
Kroom (14,5–16,5%): see on kriitiline erinevus võrreldes N10665-ga (B-2). Kroom tagab vastupidavuse oksüdeerivatele hapetele (lämmastikhape, kroomhape) ja oksüdeerivatele sooladele. Samuti stabiliseerib see passiivset kilet aereeritud keskkondades.
Molübdeen (15–17%): tagab vastupidavuse redutseerivatele hapetele (vesinikkloriid-, fosfor-, väävelhape) ja lokaalsele korrosioonile (punkt-/pragukorrosioon).
Volfram (3–4,5%): suurendab molübdeeni toimet, parandades veelgi vastupidavust mitte-oksüdeerivatele hapetele ja lokaalsele rünnakule.
Madala süsinikusisaldusega (maksimaalselt 0,01%): minimeerib karbiidi sadestumist keevitamise ajal, kõrvaldades vajaduse keevitusjärgse -kuumtöötlemise järele enamikus-keevitusrakendustes.
Erinevalt N10665-st, mis on puhaste redutseerivate hapete spetsialist, on N10276 "tööhobuse" sulam. See talub nii oksüdeerivaid kui ka redutseerivaid tingimusi, mistõttu sobib see reaktoritesse, kus keemia kõikub või sisaldab segatud happeid. See sisaldab ka rauda (4–7%), mis võimaldab valmistamisel pisut lahjenduspaindlikkust, samas kui N10665 peab faasistabiilsuse säilitamiseks hoidma raua äärmiselt madalal tasemel.
2. Miks kirjeldatakse UNS N10276 plaati sageli kui -keevitatud olekus kasutatavat plaati ja millised ettevaatusabinõud on keevitamise ajal siiski vajalikud?
UNS N10276 on kuulus oma erakordse keevitatavuse ja teradevahelise korrosioonikindluse poolest keevitatud kujul. See on peamiselt tingitud selle äärmiselt madalast süsiniku- ja ränisisaldusest koos nikkel-kroom-molübdeenmaatriksi stabiliseeriva toimega.
Erinevalt standardsetest 304/316 roostevabast terasest, mis vajab stabiliseerimist või madalat süsinikusisaldust, et vältida kroomkarbiidi sadenemist terade piiridel, on N10276 süsinikusisaldus nii madal, et karbiidi sadestumine on tüüpiliste keevitustermiliste tsüklite ajal termodünaamiliselt ebasoodne. Seetõttu saab raskeid plaatide sektsioone keevitada ilma järgneva lahusega lõõmutamise ja veega karastamiseta.
Sellest tolerantsist hoolimata on siiski teatud ettevaatusabinõud kohustuslikud:
Soojussisendi juhtimine: kuigi andestavam kui N10665, võib liigne soojussisend (üle 3,5 kJ/mm) või väga kõrge läbilaskeava temperatuur (üle 120 kraadi) siiski põhjustada sekundaarse faasi sademete tekkimist kuumus-mõjutatud tsoonis, mis vähendab löögikindlust.
Täitemetall: tuleb kasutada sobivat täitematerjali (ER NiCrMo-4). Madalamate sulamitega saastumine tekitab galvaanilisi korrosioonielemente.
Pinna saastumine: plaadi pind ei tohi olla rauast saastunud. Käsitsemise ajal sisseehitatud süsinikteras loob lokaalseid auke. Marineerimine ja passiveerimine ei ole nii tõhusad kui roostevaba terase puhul, kuid rasvaärastus ja rauavaba -puhastus on hädavajalikud.
Kuumpragunemine: Kuigi keevisvann on väga vastupidav, on see viskoosne. Oksüdeerumise ja "suhkrustumise" vältimiseks juurekäigul on vajalik korralik inertgaasi kaitse (100% argooni või Ar/He segud).
3. Millistes konkreetsetes tööstuskeskkondades ületab UNS N10276 plaat dupleksroostevaba terase ja superausteniitse roostevaba terase?
UNS N10276 plaat edestab oluliselt dupleks- (nt 2205, 2507) ja superausteniitset (nt 904L, 6% Mo-klassi) roostevaba terast kolmes konkreetses valdkonnas:
Märg kloorgaas ja hüpoklorit: Dupleks- ja superausteniitklassid kannatavad tselluloosi pleegitamis- ja desinfitseerimissüsteemides levinud märja kloorigaasi, naatriumhüpokloriti või kloordioksiidi keskkonnas pingekorrosioonipragude (SCC) või tugevate punktide tõttu. Suure nikli- ja molübdeenisisaldusega N10276 talub neid keskkondi praktiliselt ilma rünnakuteta.
Vesinikkloriidhape kõrgendatud temperatuuridel: kui roostevaba teras piirdub ümbritseva õhu temperatuuril väga lahjendatud HCl-ga, siis N10276 talub kõrgel temperatuuril (nt 10% HCl 60 kraadi juures) märkimisväärset HCl-i kontsentratsiooni. Nendes redutseerivates tingimustes korrodeeruvad dupleksterased kiiresti.
Suitsugaaside väävlitustamine (FGD): kivisöe{0}}küttega elektrijaamade puhastusseadmetes on keskkond väga happeline (väävel/väävelhape) ja sisaldab lubjakivi läga kloriide. Madala pH ja kõrge kloriidide kombinatsioon loob äärmuslikud punktide tekketingimused. N10276 väljalaskekanalid ja neeldumisplaadid on sageli määratletud kui "rihma" või üleminekutsooni materjalid, kus 316L ebaõnnestub mõne kuu ja 2507 mõne aasta jooksul.
Hapugaas (NACE MR0175/ISO 15156): kuigi dupleksil on kõvaduse ja osalise rõhu piirangud, on N10276 praktiliselt immuunne sulfiid-pingepragude (SSC) ja kloriidpingekorrosioonipragude (CSCC) suhtes kõige karmimates hapugaasi kaevudes, isegi kõrgetel temperatuuridel ja kõrgel H₂S.
4. Millised on peamised mehaaniliste omaduste nõuded UNS N10276 plaadile ASTM B575 kohta ja kuidas see käitub kuumvormimistoimingute ajal?
Vastavalt ASTM B575 (nikkel{1}}kroom-molübdeen-volframisulamplaadi standardspetsifikatsioon) on UNS N10276 tüüpilised mehaaniliste omaduste nõuded lahusega lõõmutatud olekus:
Tõmbetugevus: minimaalselt 690 MPa (100 ksi).
Saagistugevus (0,2% nihe): minimaalselt 283 MPa (41 ksi).
Pikendus: vähemalt 40% 2 tolli (50 mm) kaupa.
Kuumvormimiskäitumine:
UNS N10276 vormitakse sageli kuumalt suurteks anumapeadeks või raskeseinalisteks torudeks. Protsessi aken on aga kitsam kui süsinikterase puhul:
Temperatuurivahemik: Soovitatav kuumvormimisvahemik on 1050–1230 kraadi (1925–2250 kraadi F).
Lõpetage vormimine alla 950 kraadi : Vormimist ei tohi kunagi teostada temperatuuril alla 950 kraadi (1740 kraadi F). Kui plaat jahtub vormimise ajal selle temperatuurini, peab vormimisoperatsioon peatuma ja plaati uuesti soojendama. Sellest madalamal temperatuuril moodustumine põhjustab liigset kõvastumist ja võib põhjustada pragunemist.
Vormimisjärgne kuumtöötlus-: erinevalt N10665-st nõuab N10276 pärast kuumvormimist täielikku lahuse lõõmutamist ja vesikarastamist. Vormimisprotsess häirib ühtlast mikrostruktuuri ning aeglane jahutamine sepistamistemperatuurist sadestab karbiidid ja intermetallilised faasid (μ- ja P-faasid). Seetõttu tuleb pärast vormimist plaati uuesti kuumutada 1120 kraadini, leotada ja kiiresti veega karastada, et taastada täielik korrosioonikindlus ja elastsus.
5. Millised on levinumad tootmisprobleemid seoses UNS N10276 plaadi töötlemise ja lõikamisega ning kuidas neid ületada?
UNS N10276 peetakse "kummiks" ja töö{1}}kõvenevaks materjaliks, mis muudab töötlemise oluliselt keerulisemaks kui süsinikterase või 304 roostevaba terase puhul. Kõrge nikli ja molübdeeni sisaldus põhjustab materjali halva nihke ja lõikamise ajal kõrge kuumuse tekitamise.
Väljakutsed:
Töötlemise kõvenemine: Pinnatöö kõvastub kiiresti. Kui lõikeriist pigem hõõrub kui lõikab, siis-kõvendab see pinda, hävitades tööriista servad ja moonutades lõiget.
Soojuse tootmine: N10276 on madala soojusjuhtivusega. Soojus jääb lõiketsooni, mitte ei haju laastudele, mis põhjustab tööriista enneaegset kulumist.
Ehitatud{0}}ülemine serv (BUE): sulam kleepub lõikeriista esiküljele, põhjustades BUE, halva pinnaviimistluse ja mõõtmete ebatäpsuse.
Lahendused:
Plasma/Waterjet: Raske plaadi esialgseks lõikamiseks eelistatakse veejoaga lõikamist (ilma HAZ-ita) või plasmalõikust CNC-juhitava põleti kõrgusega. Laserlõikamine on võimalik õhukestel mõõturitel, kuid nõuab suurt võimsust.
Tööriistad: kasutage teravate servadega karbiidist sisetükke (C-2 või C-3 klass). Kiirterasest (HSS) valmistatud tööriistad tuhmuvad liiga kiiresti. Positiivsed kaldenurgad on hädavajalikud.
Kiirused ja ettenihked: Töötage aeglase pinnakiirusega (50–70 SFM HSS-i puhul, 150–250 SFM karbiidi puhul), kuid agressiivsete ettenihkekiirustega. Tööriist peab olema pidevalt hõivatud; kõhklus põhjustab hõõrdumist ja töökõvenemist.
Jahutusvedelik: üleujutusjahutus kõrgsurvega, vees-lahustuvate klooritud või vääveldatud õlidega on kohustuslik. "Kuivtöötlus" on tootmistöödel praktiliselt võimatu.
Peck Drilling: Puurimisel on sulami suure sitkuse ja laastude keevitamise tendentsi tõttu vaja laastude purustamiseks ja otsaku kinnikiilumise vältimiseks "nokkimistsüklit" (otsiku sagedane sissetõmbamine).
