Yleiskatsaus Hastelloy B -sarjojen seoksista
Hastelloy B -sarjan seokset ovat tärkeä haara Hastelloy-korroosiokeskeisistä seoksista. Ne kuuluvat nikkeli-molybdeeniseoksiin ja ovat metallimateriaaleja, jotka ovat resistenttejä korroosiolle voimakkaiden pelkistävien happojen (kuten suolahappo) avulla. Kehityshistoria, kemiallinen koostumus, mekaaniset ominaisuudet, lämpöstabiilisuus, Hastelloy B -sarjojen seosten korroosionkestävyys ja sovelluskenttä kuvataan.
Tällä hetkellä Nickel-molybdeeneokset ovat kehittyneet ensimmäisen sukupolven Hastelloy B: stä toisen sukupolven Hastelloy B. Hastelloy B -2 -sovellukseen kolmanteen sukupolveen Hastelloy b -3, nimofer 6629-}} alloy b -4, nimofer 6224- alloy-alloyeo. B -10. Kolmannen sukupolven seoksella on edut korroosionkestävyydestä, lämpöstabiilisuudesta, prosessoinnista ja hitsattavuuden muodostamisesta. Kolmannen sukupolven seos on parempi kuin edeltäjänsä monissa näkökohdissa, kuten korroosionkestävyys, lämmön stabiilisuus, prosessointi ja muodostuminen sekä hitsaus. Hastelloy B -2 prosessointi suorituskyvyn vuoksi se on vähitellen vetäytynyt markkinoilta.
Hastelloy B -sarjojen seoksissa on kasvokeskeinen kuutiohila rakenne; Vain kun sen organisaatio on tarpeeksi puhdas ja siinä on oikea kiderakenne, se voi saada parhaan korroosionkestävyyden. Koska varhaiset Hastelloy -seokset, kuten Hastelloy B ja Hastelloy C, on hehkutettava kokonaan (ts. Liuoskäsittely) hitsauksen jälkeen. Muutoin hitsauksen lämpövaikutteisen vyöhykkeen korroosionkestävyys vähenee huomattavasti, ja hitsaus on välttämätön prosessi useimpien säiliöiden tuottamiseksi, joten varhaiset Hastelloy-seokset parannetaan vähitellen tai eliminoidaan. Metallurgisen edistymisen (kuten argon -happea dekarburisaation uudistamistekniikan uudelleenkäyttöjen) perustuen Hastelloy B -sarjojen seosten parantamisen painopiste on hiilen ja piin hallinta erittäin alhaisella tasolla, parantaa hitsausvyöhykkeen suorituskykyä ja varmistaa, että hitsausvyöhykkeellä on sama korrosioresistenssi kuin substraatti. Tällä tavoin Nickel-molybdeen-seokset ovat ilmestyneet peräkkäin, kuten Hastelloy B -2, Hastelloy B -3 ja Nimofer 6629- Alloyb -4. Hastelloy B -2 seos ratkaisee tietyssä määrin hitsausvyöhykkeen vähentyneen suorituskyvyn ongelman; Hastelloy B -3 ratkaisee Hastelloy B -2 helpon saostumisen ongelman. Hastelloy B -3 ratkaisee Hastelloy B -2 haitta, että kovettumisvaihe on helppo saostaa ja parantaa huomattavasti kylmää ja kuumaa prosessointia. Taulukossa 1 luetellaan kaupallisten arvosanojen ja vakioluokkien (koodien) vertailu.
1. Nikkeli-molybdeeniseos
1.1 Hastelloy B -seos
Hastelloy B: n määritelty seos (uns nro n10001, nimellinen koostumus ni -28 mo -5 fe -0. 3v, patentoitu vuonna 1929), joka tuli markkinoille 1940-luvulla, on varhaisin kiinteä ratkaisu vahvistettu Nickel-Molybdenum-seoksella markkinoille. Korkean molybdeenipitoisuuden vuoksi sillä on korkea lujuus ja korkea korroosionkestävyys, ja se on erityisen sopiva voimakkaiden pelkistävien happojen käsittelyyn. Hastelloy B -seoksen pääongelma on, että lämmön vaikutusvyöhyke (HAZ) hitsauksen jälkeen saostuu aina toisen vaiheen saosteet; Tällaiset sateet vähentävät huomattavasti hitsatun rakenteen korroosionkestävyyttä. Siksi Hastelloy B ei sovellu välittömään käyttöön hitsauksen jälkeisessä tilassa, koska väliaineen rakeiden välistä korroosiokykyä voidaan käyttää vain kiinteässä liuostilassa.
Kiinteän liuoksen käsittelylämpötila on korkea ja prosessi on monimutkainen, mitä on vaikea saavuttaa joillekin osille ja laitteille, joten Hastelloy B: n käyttö on rajoitettua. Siksi Hastelloy B: tä ei enää käytetä hitsaukseen, sitä ei enää käytetä korroosiokestävänä seoksena, ja se luokitellaan lämpökestäväksi seokseksi.
Varhaisissa korkean lämpötilan sovelluksissa, vaikka Hastelloy B: llä on suuren satolujuuden ja alhaisen lämmön laajennuskertoimen ominaisuudet korkeissa lämpötiloissa (jopa 1095 asteeseen), sitä käytetään alhaisemmissa lämpötiloissa (650 astetta) sen huonon hapettumiskestävyyden vuoksi. Sitä käytetään pääasiassa vanhoissa höyryturbiineissa ja rakettimoottoreissa. Se on nyt korvattu ikääntyneellä korkean lämpötilan seoksella Haynes242TM. Varhaisissa kemiallisissa korroosiokestävässä sovelluksessa Hastelloy B -seos rajoitettiin tiukasti happojen vähentämiseen kromin puutteen vuoksi.
1.2 Hastelloy B -2 seos
1970 -luvulla Hastelloy B -seoksen rakeiden välisen korroosionherkkyyden parantamiseksi Hastelloy B -2 toinen sukupolvi (-2 (jäljempänä nimellä B -2) -seos kehitettiin vähentämällä hiili-, piisisältöä ja rautapitoisuutta. Hiili- ja piisisällön vähentäminen voi vähentää merkittävästi molybdeenikarbidin ja nikkeli-molybdeenien välisten metallien välisten yhdisteiden saostumisnopeutta ja määrää, joka on saostutettu hitsaus- ja lämpöä koskevassa vyöhykkeessä, vähentäen siten huomattavasti rakeiden välistä korroosiota, joten sillä on erittäin hyvä korkkien resistenssi myös hitsautuneessa tilassa.
Vaikka b -2 seoshitsatut astiat eivät vaadi hitsin jälkeistä lämpökäsittelyä tietyissä väliaineolosuhteissa, tämä tosiasia ei ratkaise ongelmaa, koska muut toiminnot ja tietyt tilanteet vaativat ratkaisuhoitoa, mikä on välttämätöntä ja hyödyllistä; Asiaankuuluvat tekijät ovat seuraavat.
(1) B -2 -seoksen on oltava ratkaisu, joka on käsiteltävä kuuman työn jälkeen.
(2) Liuoskäsittely vaaditaan usein kylmän muodostumisen jälkeen plastisuuden palauttamiseksi ja kovuuden vähentämiseksi. Kenttäkokemus osoittaa, että jos kylmä muodonmuutos on alle noin 7% ulkokuitujen pidentymisestä, hehkutusta ei yleensä vaadita.
(3) Kylmämuodostuneiden materiaalien liuoskäsittely voi vähentää lämmönvaikutteisen vyöhykkeen (HAZ) hajun mahdollisuutta, joka johtuu hitsauslämpösyklien aiheuttamasta.
(4) liuoskäsittely voi vähentää jäännösjännitystä; Jäännösjännitys on tärkeä tekijä stressikorroosiohalkeamisen (SCC) muodostumisessa. Vaikka stressikorroosion halkeaminen ei yleensä ole ongelma b -2 seolle, kokemus on osoittanut, että merkittävän kylmän muodonmuutoksen esiintyminen tietyissä ympäristöissä lisää alttiutta stressin korroosion halkeamiselle. Samoin kenttäkokemus on osoittanut, että liuoskäsitettyjen osien muodonmuutos, joka on suurempi kuin noin 7% ulkokuidun pidentymisestä, vähentää SCC-herkkyyttä.
(5) Liuoskäsittely voi parantaa hitsausfuusiovyöhykkeen ja lämpövaikutteisen vyöhykkeen korroosionkestävyyttä.
Vaikka b -2 -seoksella on hyvä lämpöstabiilisuus eikä se ole yhtä hyvä kuin Hastelloy B -seos valmistuksessa, b -2 seos on puhdas binaariseos lähellä Ni-Mo: ta. Jos se pysyy 538-870 asteen keskimääräisellä lämpötilan herkistymisvyöhykkeellä lyhyen ajan, myös saostuu nopeasti metallien väliset yhdisteet (-faasin) väliset yhdisteet, mikä aiheuttaa seoksen taipuvuuden putoamisen jyrkästi, mikä vaikeuttaa prosessoinnin ja muodon. 4MO-vaihe voi aiheuttaa halkeilua kuuman työn aikana (taonta, kuuma rullaus), halkeilun liuoksen hoidon aikana, stressin korroosion halkeaminen ja syventäminen hitsausalueen lämmönvaikutteisella vyöhykkeellä, mikä tekee b -2 -seoksesta keskipitkän lämpötilan haarat ominaisuudet. Siksi b -2 -seoksella on parempi lämpöstabiilisuus kuin Hastelloy b -3 seoksen korvikkeet.
1.3 Hastelloy B -3 seos
Hastelloy B -3 (jäljempänä nimellä B -3) Alloy on kolmannen sukupolven nikkeli-molybdeene-seos, joka käynnistettiin markkinoilla 1990-luvulla ja patentoitiin vuonna 2003. Se on B -2 -leikkaus, viimeisin HasteLoy-sarjan alloy-saavutus. Se on markkinoilla ainoa laajalti käytetty nikkeli-molybdeeniseos.
B -3 seoksen suurin etu yli b -2 seoksen on, että se voi ylläpitää hyvää ulottuvuutta jopa lyhyen altistumisen jälkeen keskilämpötilaan. Vaikka lyhyt altistuminen keskilämpötilaan kohdataan usein valmistukseen liittyvissä lämpökäsittelyprosesseissa, ja jopa hyvin lyhyt altistuminen lämpötiloihin, kuten 700 asteeseen, voi aiheuttaa B {-2 seoksen vakavan hajonnan, b -3} seoksen, ei omaksua ajanjakson ajanjakson ajanjakson ajan, mikä on merkittäviä resistenssiä, joka on sellainen. muodostuminen). Tämä johtuu b -3 seoskoostumuksen erityisestä optimoinnista, joka hidastaa sademääräreaktiota keskilämpötilavyöhykkeellä (600-800 astetta) NI3MO: n (vaiheen) intermetallifaasin muodostamiseksi, mikä parantaa B -2}, että se on helppoa saostaa NI4MO: n ( - vaihe) saostumisvaihetta. B -3 -seoksen lämpöstabiilisuus keskilämpötilavyöhykkeellä on paljon parempi kuin B -2 seoksen, joka parantaa huomattavasti kuuman prosessointi suorituskykyä ja jolla on parempi muotoilu- ja hitsausominaisuudet.
B -3 seoksen yhtenäiset korroosioominaisuudet ovat samat kuin b -2. B -3 -seoksella on huomattavasti parantunut vastustuskyky, stressikorroosion halkeaminen, veitsen korroosio ja hitsauslämpöhäiriöiden korroosiohalkeaminen verrattuna b -2. Kuten B -2 -seoksen kanssa, B -3 ei suositella käytettäväksi hapoissa, joissa on rauta- tai kuparisuoloja, koska tämä voi johtaa seoksen nopeaan korroosiohäiriöön.
Kun suolahappo on kosketuksissa raudan ja kuparin kanssa, se reagoi kemiallisesti niiden kanssa ferri- ja kalliiden kuparisuolojen muodostamiseksi.
Koska b -3 seos on vähemmän alttiita haitallisten metallien välisten vaiheiden saostamiselle kohtalaisissa lämpötiloissa, tämä parantunut lämpöstabiilisuus johtaa suurempaan taipuvuuteen kuin b -2 seotus kaikissa lämpösyklityyppeissä, minimoimalla siten b -2 seosteollisuuslaitteet. Siksi b -3 seos sopii kaikille sovelluksille, jotka aiemmin vaativat b -2 seoksen käyttöä ja joita voidaan käyttää suoraan hitsatussa tilassa.
