Hastelloy N (N10003) Hastelloy
Hastelloy N sulam on niklipõhine kõrgtemperatuuriline sulammaterjal, mida kasutatakse sulasoola reaktorites. Sellel on suurepärane korrosioonikindlus, vastupidavus neutronkiirgusele ja head mehaanilised omadused kõrgel temperatuuril.
Reaktori väljalasketemperatuur jõudis aga 750 kraadini, ületades Hastelloy N sulami lubatud temperatuuri 704 kraadi, mis tähendab, et sulam ei saa pikka aega stabiilselt töötada 750 kraadises sulasoola keskkonnas. Seetõttu on tungiv vajadus Hastelloy N sulamit optimeerida, et see vastaks kõrgema temperatuuriga sulasoola reaktorite nõuetele.
Kuna Mn-elemendi eelised on austeniidi stabiliseerimine ja kõrge temperatuuriga sulamite oksüdatsioonikindluse parandamine, võetakse käesolevas artiklis uurimise sihtmärgiks Hastelloy N sulam. Erineva Mn sisaldusega Hastelloy N sulamite projekteerimise ja valmistamise ning optilise mikroskoobi (OM) ja skaneerimise abil uuriti Mn sisalduse mõju HastelloyN sulami mikrostruktuurile, mehaanilistele omadustele ja oksüdatsiooniomadustele eksperimentaalsete analüüsimeetodite, näiteks elektronmikroskoobi (SEM) abil. +EDS+EBSD), universaalne tõmbemasin, röntgendiffraktomeeter (XRD) ja elektronsond (EPMA). . Saadi järgmised uurimistulemused:
(1) Mn-elemendi lisamine võib soodustada Hastelly N-sulami terade täiustamist, suurendada eraldatud karbiidide arvu ning karbiidid kondenseeruvad järk-järgult plokkideks ja pikkadeks ahelateks ning kogunevad terade piiridele.
(2) Toatemperatuuril venitades on 0,5Mn sulami tõmbetugevus halb. Kui Mn sisaldus ületab 1 massi%, paraneb tõmbetugevus. Murdepinnale tekivad lohud ja astmelised tekstuurid. Pragunemise meetod koosneb lõhenemisest ja vastupidavast pragunemisest. Segu praguneb. Kõrgel temperatuuril 850 kraadi venitamisel ei mõjuta Mn sulami tõmbetugevust. Murdepinnale ilmuvad määrdeaine kristalltasandid ja pragunemise meetod on teradevaheline rabe pragunemine.
(3) Mn sisalduse suurenedes paranevad sulami antioksüdantsed omadused. Temperatuuril 700 kraadi on 1 massiprotsendi Mn-sisaldusega sulamil parim oksüdatsioonikindlus ja oksüdatsioonimäär on 25,9% madalam kui 0Mn-sulamil. 850 kraadi juures on 0,75 massiprotsendi Mn-sisaldusega sulamil parim oksüdatsioonikindlus ja oksüdatsioonimäär on 52,1% madalam kui 0 Mn sulamil.
(4) Oksiidkile on kihilise struktuuriga. Pärast oksüdeerimist temperatuuril 700 kraadi /200h jagatakse kõigi sulamite oksiidkile kaheks kihiks. Välimine kiht on NiO, Fe2O3 ja muud oksiidid ning sisemine kiht on Cr2O3, MoOz ja NiMn2O4 ja muud oksiidid. Sulami pind Silmnähtavat langust pole ning NiO kiht on terve ja tihe. Mn sisalduse suurenedes muutub sulami oksiidikiht järk-järgult õhemaks. Pärast oksüdeerimist temperatuuril 850 kraadi / 100 h jagatakse 0–0,2 massiprotsenti Mn-sisaldusega sulami oksiidkile kolmeks kihiks. Väliskiht on peamiselt NiO, keskmine kiht on NiO, NiMn2O4 ja muud komposiitoksiidid ning sisemine kiht on Cr2O3, MoO2 ja muud oksiidid. Materjal; Sulamite puhul, mille Mn sisaldus on 0–0,2 massiprotsenti, on oksiidkile jagatud kaheks kihiks, välimine kiht on NiO ja väike kogus NiFeO4, NiMn2O4 ning sisemine kiht on Cr2O3, MoO2 ja muud oksiidid. Mn sisalduse suurenemisega sulami sisemine oksüdatsiooninähtus järk-järgult nõrgeneb.
(5) Mn lisamine võib soodustada NiMn2O4 spinelli kaitsekihi moodustumist NiO ja maatriksi vahel, takistades tõhusalt välismaailma sissetungimist ja legeerivate elementide levikut väljapoole ning parandades sulami oksüdatsioonivastast toimet.
Hastelloy N-l on suurepärane vastupidavus termilisele fluoriidisoola oksüdatsioonile 704-871 kraadi juures ja sellel on suurepärane antioksüdantne võime õhus. Sellel on hea vastupidavus vananemisele ja rabedusele ning head töötlemisomadused.
Kasutamine: Sulatatud fluoriidisoola anum
