1. Metallurgiline stabiilsus: mille poolest on Hastelloy B-3 valtstraadist parem kui originaalne Hastelloy B-2 keevitusrakendustes, eriti seoses metallidevahelise faasisademega?
K: Oleme aastaid kasutanud Hastelloy B-2 täitemetalle vesinikkloriidhappe hooldusseadmete keevitamiseks. Meie tarnija soovitab nüüd B-3. Nad väidavad, et see on "metallurgiliselt stabiilsem". Mida see valtstraadi jaoks keevitusprotsessi ajal tähendab ja miks peaksime ümber vahetama?
V: Hastelloy B-2-lt B-3-le areng kujutab endast olulist edasiminekut metallurgilises disainis, käsitledes konkreetselt sulami B-2 kriitilist nõrkust keevitamise ja termilise kokkupuute ajal.
B-2 probleem (järjestus ja murenemine):
Kuigi Hastelloy B-2 on suurepärane korrosioonikindlus, kannatab selle kõrge molübdeenisisaldusega (umbes . 28%) seotud kaks peamist probleemi:
Lühikese-vahemiku järjestamine: kui B-2 puutub kokku temperatuuride vahemikus 550 kraadi F kuni 850 kraadi F (290 kraadi kuni 455 kraadi F) – mis võib kergesti tekkida mitmekäigulise keevitamise või pingete leevendamise ajal –, reavad aatomid end ümber järjestatud võrestruktuuriks. Selline "tellimine" muudab sulami äärmiselt kõvaks ja rabedaks. Seda kogev valtstraat või keevisõmbluse sade muutub pinge all vastuvõtlikuks katastroofilisele pragunemisele.
Karbiidisade: B-2 oli kuumusest mõjutatud tsoonis altid karbiidide ja intermetalliliste faaside (nagu Mu-faas) sadenemisele, vähendades veelgi plastilisust.
B-3 lahendus:
Hastelloy B-3 formuleeriti spetsiaalselt ümber (raua ja kroomi kontrollitud lisamisega ning töötlemise kohandamisega), et aeglustada selle järjestusreaktsiooni kineetikat drastiliselt. Praktilises mõttes:
Traatvarda jaoks: B-3 valtsvarras jääb plastiliseks isegi siis, kui see kogeb ladustamise või valmistamise ajal termilisi kõrvalekaldeid. See on vastupidav haprusele, mis võib tekkida B-2-s, kui juhe kogemata kuumeneb.
Keevishoiuse jaoks: kui asetate B-3 traadiga ranti, on keevismetall ja kuumus-mõjutatud tsoon järjestamisele palju vastupidavamad. See tähendab, et keevitatud komponent säilitab oma elastsuse ja sitkuse, ilma et oleks vaja omaduste taastamiseks keevitusjärgset lõõmutamist.
Tulemus: B-3 valtstraadile üleminek annab laiema töötlemisakna, vähendab kuumusest-mõjutatud tsooni pragunemise ohtu ja tagab keevisõmbluse terviklikkuse keevitatud olekus, eriti seadmetes, mis töötavad kriitilises temperatuurivahemikus, kus B-2 hapraks muutuks.
2. Vesinikkloriidhappe teenus: miks on aseotroopse HCl-i kasutamisel üle keemistemperatuuri eelistatud keevitamiseks Hastelloy B-3 valtstraat ja kuidas see konkreetsele korrosioonimehhanismile vastu peab?
K: Valmistame reaktorit aseotroopse vesinikkloriidhappe (umbes . 20% HCl) käitlemiseks 150 kraadi juures. Me teame, et B-3 on mitteväärismetall. Aga keevitamiseks on meile pakutud nii C-276 kui ka B-3 täitetraate. Miks peame selle konkreetse keskkonna jaoks nõudma valtstraadi B-3 kasutamist?
V: Aseotroopse HCl-i kasutamisel kõrgendatud temperatuuridel on täitemetalli valik absoluutselt kriitiline. C-276 täiteaine kasutamine B-3 mitteväärismetallil tekitaks "segametallist" keevisõmbluse, mis võib kiiresti ebaõnnestuda. Siin on põhjus, miks B-3 valtstraat ei ole läbiräägitav:
Korrosioonimehhanism: redutseeriv hape vs oksüdeeriv hape
Hastelloy B-3 on mõeldud keskkonna vähendamiseks, nagu puhas vesinikkloriidhape. Selle kõrge molübdeenisisaldus (28-30%) tagab erakordse vastupidavuse ühtlasele korrosioonile HCl-s. Selles on tahtlikult vähe kroomi ja rauda, et vältida hapete kiiret rünnakut.
Hastelloy C-276 on mõeldud "oksüdeerivate" keskkondade jaoks (nagu need, mis sisaldavad raud- või vaseioone või kloori). Selle kaitseks kasutatakse kroomi (15%).
Ebaõnnestumise stsenaarium:
Kui keevitate B-3 anuma täitetraadiga C-276:
Lahjendustsoon: keevisvann muutub B-3 (madal Cr, kõrge Mo) ja C-276 (kõrge Cr, kõrge Mo) seguks. Saadud lades on vahepealne kroomisisaldus.
Elektrokeemiline element: puhtas kuumas vesinikkloriidhappes (redutseeriv hape) on kroom tegelikult kahjulik. Keevisõmbluse C-276 osas olev kroom lahustub kiiresti. See loob galvaanilise elemendi, kus kroom-vaesestatud B-3 mitteväärismetall on katoodne ja kroomi sisaldav keevismetall on anoodne. Eelistatavalt lahustub keevisõmblus.
Nuga{0}}Jooni rünnak: täheldate kiiret ja tugevat korrosiooni täpselt piki keevisõmblust, mis võib nädalate jooksul põhjustada lekkeid.
Miks B-3 traat võidab:
Sobiva B-3 valtstraadi kasutamine tagab, et keevisõmblusel on sama madala-kroomi ja kõrge molübdeenisisaldusega keemia kui mitteväärismetallil. Kogu liigend moodustab happele ühtlase pinna, mis peab vastu ühtlasele korrosioonimehhanismile ilma galvaanilist kokkusobimatust tekitamata.
3. Külmsuunamine ja vormitavus: millised on konkreetsed nõuded Hastelloy B-3 valtstraat, mis on ette nähtud külmpeaga kinnitusdetailide (mutrid, poldid, seibid) valmistamiseks söövitavas keskkonnas?
K: Valmistame kinnitusvahendeid keemiatööstusele. Peame tootma Hastelloy B-3 valtstraadi polte. Milliseid konkreetseid metallurgilisi tingimusi ja pinnaviimistlust peab valtstraadil olema, et külmal suunal ilma pragudeta vastu pidada, arvestades selle sulami töökindlust?
V: Hastelloy B-3-st külmotsa abil kinnitusdetailide tootmine on sulami kiire kõvenemiskiiruse tõttu keeruline. Protsessi ellujäämiseks peab valtstraat tarnima väga spetsiifilises seisukorras.
Siin on kriitilised nõuded külma suunaga valtstraadile:
Tingimus: "Kvaliteet häiriv" ja lahendus lõõmutatud:
Traatvarras tuleb tarnida lahusega lõõmutatud olekus-kõige pehmemas olekus. See tähendab, et seda on kuumutatud üle 1060 kraadi ja kiiresti kustutatud, et lahustada kõik sademed ja saavutada täielikult ümberkristallitud, võrdse teraga struktuur.
See peab olema spetsiaalselt klassifitseeritud kui "külma suuna kvaliteet", mis eeldab ranget kontrolli sisemise tugevuse üle (ilma maa-aluseid katteid ega torusid), mis võib häirimise ajal toimida stressi tõstjatena.
Pinna seisukord: "kooritud" või "kooritud" viimistlus:
See on kõige kriitilisem tegur. Kõik valtstraadi-õmbluste, otste, stantsijälgede või dekarburatsiooni (kuigi niklisulamite puhul on dekarbatsioon vähem oluline)-avanevad külma suuna ajal nagu tõmblukk.
Kinnitusdetailide puhul peaks valtstraadil olema kooritud või maapind. Väliskihi mehaaniline eemaldamine kõrvaldab kõik pinna ebatäiuslikkused, pakkudes puutumatut pinda, mis talub rõnga tõmbepingeid.
Määrimine ja katted:
Traatvarras on tavaliselt varustatud spetsiaalse määrdeaine kandja kattega (sageli oksalaat või spetsiaalne polümeer), mis aitab tõmmata traati läbi stantside ja toetab metalli suure -pingega suunamisprotsessi ajal.
Tera suuruse juhtimine:
Tera suurust tuleb kontrollida (tavaliselt ASTM 5 või peenem). Liiga jäme tera struktuur võib põhjustada "apelsinikoore" efekti poldi peas või isegi pragunemist terade piiridel pealisrõhu all.
Postitage-moodustamisega seotud kaalutlused:
Isegi täiuslikult ettevalmistatud valtstraadi korral muudab külmsuunamisprotsess{0}}pea ja varre kõvaks. Plastilisust või spetsiifilisi mehaanilisi omadusi nõudvate kinnitusdetailide puhul võib enne keermestamist või lõplikku kasutamist vajada valmis poldi vormimisjärgset lõõmutamist lahusega.
4. Traadi tõmbamise protsess. Kuidas mõjutab Hastelloy B-3 kõrge molübdeenisisaldus traadi tõmbamise protsessi ja milliseid spetsiaalseid tehnikaid kasutatakse peene läbimõõduga valtstraadi tootmiseks?
K: Püüame tõmmata Hastelloy B-3 traati läbimõõduga 0,5 mm, et seda saaks kasutada termopaari kattetraadina. Me saame pidevalt purunemisi. Meie standardsed roostevabast terasest joonistustehnikad ei tööta. Mis on selle sulami joonistamise ainulaadset?
V: Hastelloy B-3 peene läbimõõduga joonistamine annab tunnistust täppismetallurgiast. Kõrge molübdeenisisaldus (umbes . 28%), mis annab B-3-le suurepärase korrosioonikindluse, muudab selle joonistamise ka õudusunenäoks, kui seda valesti käsitseda. Sulami kiire kõvenemisomaduste tõttu on teil tõenäoliselt "keskjoone lõhkemine" või "tassi-ja koonuse" murd.
Siin on vajalikud spetsiaalsed tehnikad:
"Lõõmutamissageduse" väljakutse: B-3 kõvastub palju kiiremini kui roostevaba teras. Sa ei saa lihtsalt maha kerida pikka pikkust ja tõmmata seda ühe käiguga läbi 10 matriitsi. Peate kasutama protsessi vahelahuse lõõmutamise etappidega.
Protsess:Joonistage väike reduktsioon, lõõmutage, tõmmake uuesti, lõõmutage. Peene traadi puhul võite läbida 5–10 lõõmutamistsüklit. Oksüdeerumise vältimiseks tuleb traati lõõmutada kaitsvas atmosfääris (helelõõmutamine), kuna oksiidkatlakivi hävitab peenvormid.
Stantsi geomeetria (tegur "K"): standardsetel roostevabast terasest stantsidel on konkreetne vähendamisnurk ("stantsinurk"). Kõrge -molübdeenisulamite (nt B-3) puhul tuleb stantsi nurk optimeerida. Liiga järsu nurga korral puruneb määrdekile ja traat keevitub matriitsi külge. Kui see on liiga madal, tekib üleliigne töö ja liigne soojuse teke. Deformatsiooni ühtlasemaks jaotamiseks ja keskse lõhkemise vähendamiseks kasutatakse sageli väiksemat stantsinurka.
Määrimine on kriitiline: standardsed õli{0}}põhised määrdeained võivad joonise B-3 tekitatud äärmusliku rõhu all laguneda. Vajate tugevat -kloorivaba äärmussurve (EP) määrdeaineid või spetsiaalseid kuivtõmbeseepe, mis loovad tugeva tsinkstearaadi või molübdeendisulfiidkile.
Pingekontroll: B-3-l on pärast kõvastumist saagikuse ja tõmbetugevuse vahel kitsas aken. Tõmbepingi selja- ja esipinge peab olema täpselt kontrollitud. Liiga palju pinget ja te annate traadi järele, põhjustades kaeluse ja purunemise.
Ultraheli testimine (katkestuse tuvastamiseks): peentraadi tõmbamisel kasutatakse-liinisiseseid pöörisvoolu- või ultrahelitestereid, et tuvastada kohe väikseid ringe või õmblusi, peatades liini enne täielikku katkemist.
Juhtme B-3 edukaks tõmbamiseks on vaja partnerlust veskiga, kes mõistab neid nüansse ning mille lõõmutusahjud ja stantsitehnoloogia on spetsiaalselt kalibreeritud nikli-molübdeenisulamite jaoks.
5. Söötmine ja katlakivi eemaldamine: milline on õige peitsimiskeemia pärast Hastelloy B-3 valtstraadi lõõmutamist, et eemaldada oksiidikatlakivi, kahjustamata mitteväärismetalli või põhjustamata teradevahelist rünnakut?
K: Me lõõmutame Hastelloy B-3 valtstraadi õhuga atmosfääriga ahjus (meil pole eredat lõõmutit). Skaala on visa. Meie standardne roostevaba terase lämmastik-vesinikfluoriidhape ei tööta hästi ja oleme mures liigse marineerimise pärast. Milline on õige happesegu B-3 jaoks?
V: Olete tuvastanud kriitilise probleemi. Hastelloy B-3 oksiidskaala erineb keemiliselt roostevabast terasest katlakivist ja vale hapukurgi kasutamine võib traadi puhastamise ebaõnnestuda või, mis veelgi hullem, korrodeerida terade piire, rikkudes selle mehaanilisi omadusi.
B-3 skaala olemus:
Kuna B-3 on väga madala kroomisisaldusega nikli-molübdeenisulam, on õhulõõmutamisel tekkiv katlakivi rikas nikkeloksiidide ja molübdeenoksiidide poolest. Need oksiidid on sitkemad ja tulekindlamad kui roostevaba terase kroomoksiidid. Roostevaba terase jaoks kasutatav standardne lämmastik-HF segu on molübdeenoksiidide tõhusaks lagundamiseks liiga leebe.
Soovitatav marineerimisprotsess:
1. samm: oksüdeeriv soolavann (konditsioneerimine):
Enne happega peitsimist vajab B-3 valtstraat tavaliselt sulatatud soolavanni (sisaldab sageli naatriumhüdriidi või oksüdeerivaid sooli). Traat kastetakse umbes 400-500 kraadi juures sulasoola.
Eesmärk:See muudab tulekindlad nikkel{0}}molübdeenoksiidid keemiliselt madalamateks oksiidideks, mis lahustuvad happes paremini. See "tingib" või "murdab" skaala.
2. samm: hapukurk:
Pärast soolavanni ja veejahutust (mis termiliselt šokeerib katlakivi) sukeldatakse traat konkreetsesse happesegusse.
Valem: Väävelhappe (H2SO4) lahus on B-3 jaoks sageli efektiivsem kui nitric{2}}HF. Tavaliselt kasutatakse 10-20% väävelhappe lahust, mis on kuumutatud 60-80 kraadini.
Miks mitte Nitric{0}}HF? Lämmastikhape on oksüdeeriv hape. Pidage meeles, et B-3 on mõeldudvähendadeskeskkondades. Palja B-3 pinna kokkupuude tugevalt oksüdeeriva lämmastikhappega võib tegelikult algatada teradevahelise rünnaku või pinna passiivistada viisil, mis takistab edasist puhastamist. Vesinikfluoriidhape ründab molübdeeni, kuid kui suhe on välja lülitatud, on oht tera piirid söövitada.
Inhibiitorid:
Väävelhappele lisatakse sageli kaubanduslikke peitsimise inhibiitoreid, et tagada ainult katlakivi rünnak ja mitteväärismetalli kaitse.
Üle{0}}marineerimise oht:
Kui jätate B-3 agressiivsesse hapukurki liiga kauaks või kui hape on liiga kuum, ründate eelistatavalt molübdeenisisaldusega piirkondi (tõenäoliselt terade piire). See toob kaasa kareda, "uduse" pinna ja võimaliku teradevahelise pragunemise järgneva traadi tõmbamise ajal.
Soovitus:
Kui te ei saa soolavanni konditsioneerimisliini paigaldada, peate hankima oma B-3 valtstraadi veskist, mis teostab erksa lõõmutamist (kontrollitud atmosfääriga ahjus vesiniku või argooniga). See annab puhta, oksiidivaba pinna, mis ei vaja peitsimist, välistades riski täielikult ja säilitades traadi pinna terviklikkuse allavoolu vormimiseks.
