Kõige põhjalikum tutvustus Hastelloy sulamite erinevate sortide kohta
Hastelloy sulam
I. Sissejuhatus
Hastelloy on teatud tüüpi niklipõhine sulam. Praegu on see jagatud kolmeks seeriaks: B, C ja G. Seda kasutatakse peamiselt tugeva korrosiooni korral, mida ei saa kasutada rauapõhises Cr-Ni või Cr-Ni-Mo roostevabas terases, mittemetallilistes materjalides jne. on laialdaselt kasutatud nafta, keemiatööstuse, keskkonnakaitse ja paljudes muudes valdkondades välismaal. Selle klassid ja tüüpilised kasutusolukorrad on näidatud allolevas tabelis.
Hastelloy hinded
Hastelloy korrosioonikindluse ning külma- ja kuumtöötlemisomaduste parandamiseks on Hastelloy teinud kolm olulist täiustust. Arendusprotsess on järgmine: Viide:
B-seeria: B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
C-seeria: C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)
G-seeria: G → G-3 (00Cr22Ni48Mo7Cu) → G-30 (00Cr30Ni48Mo7Cu)
Praegu on kõige laialdasemalt kasutatavad materjalid N10665 (B-2), N10276 (C-276), N06022 (C-22), N06455 (C-4) ja N06985 ( G-3). Kolmanda põlvkonna materjalid N10675 (B-3), N10629 (B-4) ja N06059 (C-59) on reklaamimisetapis. Seoses metallurgiatehnoloogia arenguga on viimastel aastatel ilmunud mitmeid nn "superroostevaba terase" kaubamärke, mis sisaldavad ~6% Mo, asendades G-seeria sulamid, põhjustades G-seeria sulamite tootmise ja kasutamise kiire languse.
2. Hastelloy sulami tüüpiline keemiline koostis
materjali keemiline koostis
Ni Cr Mo Fe C Si Co Mn PSWV Cu Nb+T
N10665 (B-2) Alus Väiksem või võrdne 1-ga.0 26.0~30 Väiksem või võrdne 2-ga.{{ 10}} Väiksem või võrdne 0.02 Väiksem või võrdne 0.10 Väiksem või võrdne 1,0 Väiksem või võrdne 1,0 Väiksem kui 0,04 või sellega võrdne Vähem kui 0,03 või sellega võrdne
N10276 (C-276) Alus 14,5–16.5 15.0~ 17.0 4.0~7.{{ 12}} Väiksem või võrdne 0.01 Väiksem või võrdne {{20}}.08 Väiksem või võrdne 2,5 Väiksem kui või võrdne 1.0 Väiksem või võrdne 0,04 Väiksem või võrdne 0.{23}}.0~ 4,5 Väiksem või võrdne 0,035
N06007 (G-3) Alus 21.0~23.5 6.0~ 8 .0 18.0~21 Väiksem või võrdne 0.015 Väiksem kui 1 või sellega võrdne.0 Väiksem kui 5 või sellega võrdne. 0 Väiksem või võrdne 1,0 Väiksem või võrdne 0,04 Väiksem või võrdne 0,03 Väiksem või võrdne 1.5 1,5–2,5 Väiksem või võrdne 0,50
3. Viide mehaanilistele omadustele:
Hastelloy mehaanilised omadused on väga silmapaistvad. Sellel on kõrge tugevuse ja kõrge sitkuse omadused, mistõttu on seda raske töödelda. Peale selle on selle deformatsioonikõvenemise kalduvus äärmiselt tugev. Kui deformatsioonimäär jõuab 15% -ni, on see umbes 18-8 kaks korda suurem kui roostevaba teras. Hastelloyl on ka keskmise temperatuuriga sensibiliseerimise tsoon ja selle sensibiliseerimise tendents suureneb koos deformatsioonikiiruse suurenemisega. Kui temperatuur on kõrge, imab Hastelloy kergesti kahjulikke elemente, mistõttu selle mehaanilised omadused ja korrosioonikindlus vähenevad.
4. Tavaliselt kasutatavad Hastelloy sulamid
1: Hastelloy B-2 sulam (Hastelloy B-2 sulam)
1. Korrosioonikindlus
Hastelloy B-2 sulam on äärmiselt madala süsiniku- ja ränisisaldusega Ni-Mo sulam. See vähendab karbiidide ja muude faaside sadestumist keevisõmbluses ja kuumusest mõjutatud tsoonis, tagades sellega, et isegi keevitustingimustes on ka hea korrosioonikindlus.
Nagu me kõik teame, on Hastelloy B-2 sulamil suurepärane korrosioonikindlus erinevates redutseerivates keskkondades ning see talub korrosiooni mis tahes temperatuuril ja vesinikkloriidhappe kontsentratsioonil normaalrõhul. Sellel on suurepärane korrosioonikindlus gaseerimata keskmise kontsentratsiooniga mitteoksüdeerivas väävelhappes, erinevates kontsentratsioonides fosforhappes, kõrge temperatuuriga äädikhappes, sipelghappes ja muudes orgaanilistes hapetes, broomhappes ja vesinikkloriidgaasides. Samal ajal on see ka vastupidav halogeenkatalüsaatorite korrosioonile. Seetõttu kasutatakse Hastelloy B-2 sulamit tavaliselt mitmesugustes karmides nafta- ja keemilistes protsessides, nagu vesinikkloriidhappe destilleerimine ja kontsentreerimine; etüülbenseeni alküülimine ja äädikhappe madalrõhu oksosüntees ja muud tootmisprotsessid.
Kuid Hastelloy B-2 sulami tööstuslikul kasutamisel paljude aastate jooksul on leitud, et: (1) Hastelloy B-2 sulamil on kaks sensibiliseerivat tsooni, millel on märkimisväärne mõju vastupidavusele teradevahelisele kahjustusele. korrosioon: kõrge temperatuuriga tsoon 1200–1300 kraadi ja 550 kraadi sensibiliseerimise tsoon. ~900 kraadi keskmise temperatuuri tsoon; (2) Dendriidi eraldumise tõttu Hastelloy B-2 sulami keevismetallis ja kuumusest mõjutatud tsoonis sadestuvad metallidevahelised faasid ja karbiidid piki terade piire, muutes need teradevahelise korrosiooni suhtes tundlikumaks; (3) Hastelloy B-2 sulamil on madal termiline stabiilsus keskmisel temperatuuril. Kui rauasisaldus sulamis Hastelloy B-2 langeb alla 2%, on sulam tundlik beetafaasi (st Ni4Mo faasi, järjestatud metallidevahelise ühendi) transformatsiooni suhtes. Kui sulam jääb veidi pikemaks ajaks temperatuurivahemikku 650–750 kraadi, tekib faas koheselt. Faasi olemasolu vähendab Hastelloy B-2 sulami tugevust, muutes selle pingekorrosiooni suhtes tundlikuks ja põhjustab isegi Hastelloy B-2 sulami kahjustusi tooraine tootmisel (nt kuumvaltsimisel) ja seadmete tootmisprotsess (nt Hastelloy B-2 sulamist seadmed pärast keevitamist ja üldine kuumtöötlus) ja Hastelloy B-2 sulamist seadmete praod teeninduskeskkonnas. Tänapäeval on minu riigis ja teistes maailma riikides Hastelloy B-2 sulami teradevahelise korrosioonikindluse standardseks katsemeetodiks tavarõhul keeva vesinikkloriidhappe meetod ja hindamismeetodiks on kaalulangusmeetod. Kuna Hastelloy B-2 sulam on vesinikkloriidhappe korrosioonile vastupidav sulam, on normaalrõhul keeva vesinikkloriidhappe meetod üsna tundetu, et testida Hastelloy B-2 sulami teradevahelise korrosiooni kalduvust. Kodumaised teaduslikud uurimisasutused kasutasid Hastelloy B-2 sulami uurimiseks kõrgtemperatuurset vesinikkloriidhappe meetodit ja leidsid, et Hastelloy B-2 sulami korrosioonikindlus ei sõltu mitte ainult selle keemilisest koostisest, vaid sõltub ka selle termilisest koostisest. töötlemise kontrollimise protsess. Kui termiline töötlemisprotsess on valesti kontrollitud, ei kasva Hastelloy B-2 sulami terad mitte ainult, vaid ka kõrge Mo σ faas sadestub terade vahele. Sel ajal väheneb Hastelloy B-2 sulami vastupidavus teradevahelisele korrosioonile märkimisväärselt. , kõrgtemperatuurilises soolhappekatses erines jämedateralise plaadi ja tavalise plaadi terapiiri söövitussügavus umbes kaks korda.
2. Füüsilise jõudluse viide
Hastelloy B-2 sulami füüsikalised omadused on näidatud allolevas tabelis.
Tihedus: 9,2 g/cm3, sulamistemperatuur: 1330-1380 kraadi, magnetiline läbilaskvus: (kraad, RT) väiksem või võrdne 1,001
Füüsikalised omadused
Temperatuur ( kraad ) Erisoojus (J/kg-k) Soojusjuhtivuse koefitsient (W/mk) Eritakistus (μΩcm) Elastsusmoodul (Gpa) Soojuspaisumise koefitsient toatemperatuurilt T-ni (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. Keemiline koostis
keemiline koostis
Element Ni Cr Fe C Mn Si Cu Mo Co PS
Minimaalne veeris {{0}}.4 1.6 26.0
Maksimaalselt 1.0 2.0 0.01 1.0 0.08 0.5 30.0 1.0 0 .02 0.010
4. Mehaanilised omadused
Hastelloy B-2 sulami üldised mehaanilised omadused on näidatud kahes järgmises tabelis
Minimaalsed mehaaniliste omaduste väärtused toatemperatuuril (vt DIN/ASTM standardeid)
Toote vorm Mõõtmed (mm) {{0}},2% voolavuspiir (Mpa) 1,0% voolavustugevus (Mpa) tõmbetugevus (Mpa) pikenemine A5% Brinelli kõvadus HB Tera suurus (μm)
Külmvaltsitud riba väiksem kui 5 340 380 755 40 250 127 või sellega võrdne
Kuumvaltsitud plaat 5~65 214
Rod 325 370 745 - -
Toru 340 360 755 - -
ASTM-i standard 350 - 760 241 Sama, mis ülal
Minimaalsed mehaaniliste omaduste väärtused kõrgetel temperatuuridel
Toote vorm {{0}},2% voolavuspiiri (Mpa) aste 1,0% voolavuspiiri (Mpa) kraad
100 200 300 400 100 200 300 400
Lauda 315 285 270 255 355 325 310 295
Toru
Rod 300 275 255 240 340 315 300 285
5. Tootmine ja kuumtöötlemine
1: Küte
Hastelloy B{{0}} sulami puhul on väga oluline, et pind oleks enne kuumutamist ja kuumutamise ajal puhas ja mustusevaba. Hastelloy B-2 sulam muutub hapraks, kui seda kuumutatakse keskkonnas, mis sisaldab väävlit, fosforit, pliid või muid madala sulamistemperatuuriga metalli saasteaineid. Nende saasteainete peamised allikad on markerjäljed, temperatuurinäitajad värvid, rasvad ja vedelikud, suits. See suitsugaas peab sisaldama madala väävlisisaldusega; näiteks: maagaasi ja vedelgaasi väävlisisaldus ei ületa 0,1%, linnaõhu väävlisisaldus ei ületa 0,25g/m3 ja kütuse väävlisisaldus õli ei ületa 0,5%, on kvalifitseeritud.
Küttekolde gaasikeskkond peab olema neutraalne või kergelt redutseeriv keskkond ning see ei saa kõikuda oksüdeeriva ja redutseeriva vahel. Ahju leek ei saa Hastelloy B-2 sulamit otseselt mõjutada. Samal ajal tuleb materjal kuumutada vajaliku temperatuurini kõige kiiremal küttekiirusel, mis tähendab, et esmalt tuleb küttekolde temperatuur tõsta vajalikule temperatuurile ja seejärel materjal ahju kütmiseks panna. .
2: termiline töötlemine
Hastelloy B-2 sulamit saab kuumtöödelda vahemikus 900–1160 kraadi ja see tuleks pärast töötlemist veega kustutada. Parima korrosioonikindluse tagamiseks tuleks pärast kuumtöötlemist läbi viia lõõmutamine.
3: külmtöötlus
Külmtöödeldud Hastelloy B-2 sulam peab läbima lahusega töötlemise. Kuna sellel on austeniitsest roostevabast terasest palju suurem töökõvenemise määr, tuleb vormimisseadmeid hoolikalt kaaluda. Kui teostatakse külmvormimisprotsess, on vajalik etappidevaheline lõõmutamine.
Kui külmtöötlemise deformatsioon ületab 15%, tuleb enne kasutamist töödelda lahusega.
4: kuumtöötlus
Lahuse kuumtöötlemise temperatuuri tuleks reguleerida vahemikus 1060–1080 kraadi, millele järgneb vesijahutusega jahutamine või kiire õhkjahutus, kui materjali paksus on üle 1,5 mm, et saavutada parim korrosioonikindlus. Iga kuumutamise ajal tuleb võtta ettevaatusabinõud materjali pinna puhastamiseks. Hastelloy materjalide või seadmeosade kuumtöötlemisel tuleb tähelepanu pöörata järgmistele probleemidele: Seadmeosade kuumtöötlemise deformatsiooni vältimiseks tuleks kasutada roostevabast terasest tugevdusrõngaid; ahju laadimistemperatuuri, kütte- ja jahutusaega tuleks rangelt kontrollida; enne ahju laadimist, kuumtöötlemise osad Termiliste pragude tekke vältimiseks viiakse läbi eeltöötlus; pärast kuumtöötlust on kuumtöödeldud osad 100% PT; kui kuumtöötlemise käigus tekivad termilised praod ja need tuleb pärast poleerimist ja kõrvaldamist parandada, tuleb kasutada spetsiaalset paranduskeevitusprotsessi.
5: Katlakivi eemaldamine
Hastelloy B-2 sulami pinnal olevad oksiidid ja keevisõmbluste läheduses olevad plekid tuleb peente lihvketastega eemaldada.
Kuna Hastelloy B-2 sulam on oksüdeerivate ainete suhtes suhteliselt tundlik, tekib peitsimise käigus rohkem lämmastikku sisaldavaid gaase.
6: mehaaniline töötlemine
Hastelloy B-2 sulamit tuleb töödelda lõõmutatud olekus ja selle töökõvenemisest tuleb selgelt aru saada. Näiteks standardse austeniitse roostevaba terasega võrreldes tuleb kasutada aeglasemat pinnalõikamiskiirust ja kasutada pinnal olevat kõvastunud kihti. Suurem etteandekogus ja tööriista pidev töökorras hoidmine.
Hastelloy B-2 sulami keevismetall ja kuumusest mõjutatud tsoon on Mo-vaesed tänu faasi hõlpsale sadestamisele, mis on altid teradevahelisele korrosioonile. Seetõttu tuleks Hastelloy B-2 sulami keevitusprotsess olla hoolikalt koostatud ja rangelt kontrollitud. Üldine keevitusprotsess on järgmine: keevitusmaterjal on ERNiMo-7; keevitusmeetod on GTAW; vahekihi temperatuur ei tohi olla üle 120 kraadi; keevistraadi läbimõõt on φ2,4, φ3,2; keevitusvool on 90-150A. Samal ajal tuleks enne keevitamist puhastada ja rasvatustada keevitustraat, keevitatud osade soon ja külgnevad osad.
Hastelloy B{0}} sulami soojusjuhtivus on palju väiksem kui terasel. Kui valitakse üks V-kujuline soon, peaks soone nurk olema umbes 70 kraadi ja kasutada tuleks madalamat soojussisendit.
Keevitusjärgne kuumtöötlus võib kõrvaldada jääkpinge ja parandada pingekorrosiooni pragunemiskindlust.
2: Hastelloy C-276
1. Korrosioonikindlus
Hastelloy C-276 metall on nikli-molübdeeni-kroom-raud-volfram-niklipõhine sulam. See on üks korrosioonikindlamaid kaasaegseid metallmaterjale. Peamiselt vastupidav märjale kloorile, erinevatele oksüdeerivatele kloriididele, kloriidsoolade lahustele, väävelhappele ja oksüdeerivatele sooladele ning sellel on hea korrosioonikindlus madala ja keskmise temperatuuriga vesinikkloriidhappes. Seetõttu on seda viimase kolmekümne aasta jooksul laialdaselt kasutatud karmides söövitavates keskkondades, nagu keemiatööstus, naftakeemiatööstus, suitsugaaside väävlitustamine, tselluloosi ja paberi tootmine, keskkonnakaitse ja muud tööstusvaldkonnad.
Hastelloy C-27 niklipõhise sulami erinevad korrosiooniandmed on tüüpilised, kuid neid ei saa kasutada spetsifikatsioonidena, eriti tundmatutes keskkondades, ja materjalid tuleb valida pärast katsetamist. Hastelloy C-27 niklipõhises sulamis ei ole piisavalt Cr-i, et vastupidavaks korrosioonile tugevas oksüdeerivas keskkonnas, näiteks kuumas kontsentreeritud lämmastikhappes. Seda sulamit toodetakse peamiselt keemiliste protsesside keskkondades, eriti segatud hapete juuresolekul, näiteks suitsugaaside väävlitustamise süsteemide väljalasketorus. Järgmine tabel näitab nelja sulami korrosiooni võrdlust erinevates keskkondades.
test olukord. (Kõik keevitusnäidised kasutavad autogeenset volframkaarkeevitust)
Nelja metalli võrdlev korrosioonikatse erinevates keskkondades
Katsekeskkond (keemistemperatuur) Korrosioonikiirus (mm/)
Tüüpiline 316 AL-6XN Inconel625 C-276
Metallist proov Keevitusnäidis Põhimetalli näidis Keevitusnäidis Põhimetalli näidis Metallist proov Keevitusproov
20% äädikhapet 0.003 0.003 0.0036 0.0018 0.0076 0.013 0.006
45% sipelghapet 0.277 0.262 0.116 0.142 0.13 0.07 0.049
10% oksaalhapet 1.02 0.991 0.277 0.274 0.15 0.29 0.259
20% fosforhapet 0.177 0.155 0.007 0.006 0.001 0.001 0.0006
10% sulfamiinhapet 1.62 1.58 0.751 0.381 0.12 0.07 0.061
10% väävelhapet 9.44 9.44 2.14 2.34 0.64 0.35 0.503
10% naatriumvesinikkarbonaat 1.06 1.06 0.609 0.344 0.10 0.07 0.055
