Posebne lastnosti materiala zlitine Hastelloy in uvod
Hastelloy zlitina
I. Uvod
Hastelloy je vrsta zlitine na osnovi niklja. Trenutno je razdeljen na tri serije: B, C in G. Uporablja se predvsem za močno korozijo, ki je ni mogoče uporabiti pri nerjavnem jeklu Cr-Ni ali Cr-Ni-Mo na osnovi železa, nekovinskih materialih itd. se pogosto uporablja v naftni, kemični industriji, varstvu okolja in na mnogih drugih področjih v tujini. Njegove stopnje in tipične situacije uporabe so prikazane v spodnji tabeli.
Da bi izboljšali odpornost proti koroziji ter lastnosti hladne in vroče obdelave Hastelloya, je Hastelloy izvedel tri velike izboljšave. Razvojni proces je naslednji:
Serija B: B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
Serija C: C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)
Serija G: G → G-3 (00Cr22Ni48Mo7Cu) → G-30 (00Cr30Ni48Mo7Cu)
Najpogosteje uporabljeni materiali so trenutno N10665 (B-2), N10276 (C-276), N06022 (C-22), N06455 (C-4) in N06985 ( G -3). Materiali tretje generacije N10675 (B-3), N10629 (B-4) in N06059 (C-59) so v fazi promocije. Zaradi napredka metalurške tehnologije se je v zadnjih letih pojavilo več znamk tako imenovanega "super nerjavnega jekla", ki vsebuje ~6 % Mo, ki je nadomestilo zlitine serije G, kar je povzročilo hiter upad proizvodnje in uporabe zlitin serije G.
2. Mehanske lastnosti
Mehanske lastnosti Hastelloya so zelo izjemne. Ima značilnosti visoke trdnosti in visoke žilavosti, zato ga je težko obdelati. Poleg tega je njegova tendenca deformacijskega utrjevanja izjemno močna. Ko stopnja deformacije doseže 15 %, je približno 18-8 dvakrat večja kot pri nerjavnem jeklu. Hastelloy ima tudi srednjetemperaturno območje občutljivosti, njegova nagnjenost k občutljivosti pa se povečuje s povečanjem stopnje deformacije. Ko je temperatura visoka, Hastelloy zlahka absorbira škodljive elemente, kar povzroči zmanjšanje njegovih mehanskih lastnosti in odpornosti proti koroziji.
3. Običajno uporabljene zlitine Hastelloy
Hastelloy B-2 zlitina (Hastelloy B-2 zlitina)
Odpornost proti koroziji
Zlitina Hastelloy B-2 je zlitina Ni-Mo z izjemno nizko vsebnostjo ogljika in silicija. Zmanjšuje izločanje karbidov in drugih faz v zvaru in na toplotno prizadetem območju, s čimer zagotavlja, da ima tudi v pogojih varjenja tudi dobro odpornost proti koroziji. Kot vsi vemo, ima zlitina Hastelloy B-2 odlično odpornost proti koroziji v različnih redukcijskih medijih in lahko prenese korozijo pri kateri koli temperaturi in koncentraciji klorovodikove kisline pod normalnim tlakom. Ima odlično odpornost proti koroziji v neoksidirani žveplovi kislini srednje koncentracije brez plina, različnih koncentracijah fosforne kisline, visokotemperaturne ocetne kisline, mravljinčne kisline in drugih organskih kislin, bromove kisline in plinov klorovodika. Hkrati je odporen tudi na korozijo s halogenimi katalizatorji. Zato se zlitina Hastelloy B-2 običajno uporablja v različnih težkih naftnih in kemičnih procesih, kot sta destilacija in koncentracija klorovodikove kisline; alkilacija etilbenzena in nizkotlačna okso sinteza ocetne kisline ter drugi proizvodni procesi. Vendar pa ga že vrsto let najdemo v industrijski uporabi zlitine Hastelloy B-2:
(1) Zlitina Hastelloy B-2 ima dve občutljivi coni, ki imata velik vpliv na medkristalno odpornost proti koroziji: visokotemperaturno območje 1200~1300 stopinj in srednjetemperaturno območje 550~900 stopinj;
(2) Zaradi segregacije dendritov v kovinskem zvaru in območju toplotnega vpliva zlitine Hastelloy B-2 se intermetalne faze in karbidi izločajo vzdolž meja zrn, zaradi česar so bolj občutljivi na interkristalno korozijo;
(3) Zlitina Hastelloy B-2 ima slabo srednjetemperaturno toplotno stabilnost. Ko vsebnost železa v zlitini Hastelloy B-2 pade pod 2 %, je zlitina občutljiva na transformacijo beta faze (Ni4Mo faza, urejena intermetalna spojina). Ko zlitina ostane v temperaturnem območju 650 ~ 750 stopinj nekoliko dlje časa, se faza ustvari takoj. Obstoj faze zmanjša žilavost zlitine Hastelloy B-2, zaradi česar je občutljiva na napetostno korozijo in celo povzroči poškodbe zlitine Hastelloy B-2 med proizvodnjo surovin (kot je postopek vročega valjanja) in proizvodni proces opreme (kot je oprema iz zlitine Hastelloy B-2 po varjenju celotna toplotna obdelava) in oprema iz zlitine Hastelloy B-2 poči v servisnem okolju. Dandanes je standardna preskusna metoda, ki so jo določile moja država in druge države po svetu za medkristalno korozijsko odpornost zlitine Hastelloy B-2, metoda normalnega tlačnega vrenja s klorovodikovo kislino, metoda vrednotenja pa je metoda izgube teže. Ker je zlitina Hastelloy B-2 zlitina, odporna proti koroziji s klorovodikovo kislino, je metoda s klorovodikovo kislino pri normalnem tlaku precej neobčutljiva za testiranje nagnjenosti zlitine Hastelloy B{15}} k intergranularni koroziji. Domače znanstvenoraziskovalne ustanove so z metodo visokotemperaturne klorovodikove kisline preučevale zlitino Hastelloy B-2 in ugotovile, da odpornost proti koroziji zlitine Hastelloy B-2 ni odvisna samo od njene kemične sestave, temveč tudi od njene toplotne proces nadzora obdelave. Ko je proces termične obdelave neustrezno nadzorovan, zrna zlitine Hastelloy B-2 ne samo rastejo, ampak se med zrni izloča tudi faza z visokim Mo σ. V tem času je medkristalna korozijska odpornost zlitine Hastelloy B-2 znatno zmanjšana. pri visokotemperaturnem testu s klorovodikovo kislino se je globina jedkanja meja zrn pri grobozrnati plošči in običajni plošči razlikovala za približno dvakrat.
