Vlastnosti špeciálneho materiálu zliatiny Hastelloy a úvod
Hastelloy zliatina
I. úvod
Hastelloy je typ zliatiny na báze niklu. V súčasnosti sa delí na tri série: B, C a G. Používa sa hlavne na silnú koróziu, ktorá sa nedá použiť v Cr-Ni alebo Cr-Ni-Mo nerezovej oceli na báze železa, nekovových materiáloch atď. sa široko používa v ropnom, chemickom priemysle, ochrane životného prostredia a mnohých ďalších oblastiach v zahraničí. Jeho triedy a typické situácie použitia sú uvedené v tabuľke nižšie.
Aby sa zlepšila odolnosť Hastelloy proti korózii a pracovné vlastnosti za studena a za tepla, spoločnosť Hastelloy urobila tri hlavné vylepšenia. Proces vývoja je nasledovný:
Séria B: B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
Séria C: C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)
Séria G: G → G-3 (00Cr22Ni48Mo7Cu) → G-30 (00Cr30Ni48Mo7Cu)
V súčasnosti sú najpoužívanejšie materiály N10665 (B-2), N10276 (C-276), N06022 (C-22), N06455 (C-4) a N06985 ( G-3). Materiály tretej generácie N10675 (B-3), N10629 (B-4) a N06059 (C-59) sú v štádiu propagácie. V dôsledku pokroku v metalurgickej technológii sa v posledných rokoch objavilo viacero značiek takzvanej „super nehrdzavejúcej ocele“ s obsahom ~ 6 % Mo, ktoré nahradili zliatiny série G, čo spôsobilo rýchly pokles výroby a používania zliatin série G.
2. Typické chemické zloženie zliatiny Hastelloy
3. Mechanické vlastnosti
Mechanické vlastnosti Hastelloy sú veľmi vynikajúce. Vyznačuje sa vysokou pevnosťou a vysokou húževnatosťou, takže je ťažké ho opracovať. Navyše, jeho tendencia k vytvrdzovaniu deformáciou je extrémne silná. Keď miera deformácie dosiahne 15 %, je to asi 18-8 dvojnásobok oproti nehrdzavejúcej oceli. Hastelloy má tiež strednú teplotnú senzibilizačnú zónu a jej tendencia senzibilizácie sa zvyšuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou deformácie. Keď je teplota vysoká, Hastelloy ľahko absorbuje škodlivé prvky, čo spôsobuje zníženie jeho mechanických vlastností a odolnosti proti korózii.
4. Bežne používané zliatiny Hastelloy
1: Zliatina Hastelloy B-2 (zliatina Hastelloy B-2)
1. Odolnosť proti korózii
Zliatina Hastelloy B-2 je zliatina Ni-Mo s extrémne nízkym obsahom uhlíka a kremíka. Znižuje zrážanie karbidov a iných fáz v oblasti zvaru a tepelne ovplyvnenej oblasti, čím zaisťuje, že aj za podmienok zvárania má tiež dobrú odolnosť proti korózii. Ako všetci vieme, zliatina Hastelloy B-2 má vynikajúcu odolnosť proti korózii v rôznych redukčných médiách a odoláva korózii pri akejkoľvek teplote a koncentrácii kyseliny chlorovodíkovej za normálneho tlaku. Má vynikajúcu odolnosť proti korózii v neprevzdušňovanej stredne koncentrovanej neoxidačnej kyseline sírovej, rôznych koncentráciách kyseliny fosforečnej, vysokoteplotnej kyseline octovej, kyseline mravčej a iných organických kyselinách, kyseline brómovej a plynoch chlorovodíka. Zároveň je odolný aj voči korózii halogénovými katalyzátormi. Zliatina Hastelloy B-2 sa preto zvyčajne používa v rôznych drsných ropných a chemických procesoch, ako je destilácia a koncentrácia kyseliny chlorovodíkovej; alkylácia etylbenzénu a nízkotlaková oxosyntéza kyseliny octovej a iné výrobné procesy. V priemyselnej aplikácii zliatiny Hastelloy B-2 sa však nachádza už mnoho rokov:
(1) Zliatina Hastelloy B-2 má dve zóny senzibilizácie, ktoré majú značný vplyv na odolnosť proti medzikryštalickej korózii: zónu s vysokou teplotou 1200 až 1300 stupňov a zónu so strednou teplotou 550 až 900 stupňov;
(2) V dôsledku segregácie dendritov vo zvarovom kove a tepelne ovplyvnenej zóne zliatiny Hastelloy B-2 sa intermetalické fázy a karbidy zrážajú pozdĺž hraníc zŕn, čím sú citlivejšie na medzikryštalickú koróziu;
(3) Zliatina Hastelloy B-2 má slabú tepelnú stabilitu pri stredných teplotách. Keď obsah železa v zliatine Hastelloy B-2 klesne pod 2 %, zliatina je citlivá na transformáciu beta fázy (tj fázy Ni4Mo, usporiadanej intermetalickej zlúčeniny). Keď zliatina zostane v teplotnom rozsahu 650 ~ 750 stupňov o niečo dlhší čas, fáza sa vytvorí okamžite. Existencia fázy znižuje húževnatosť zliatiny Hastelloy B-2, vďaka čomu je citlivá na koróziu pod napätím a dokonca spôsobuje poškodenie zliatiny Hastelloy B-2 počas výroby surovín (ako je proces valcovania za tepla) a proces výroby zariadenia (ako je napríklad celkové tepelné spracovanie zariadenia zo zliatiny Hastelloy B{10}} po zváraní) a praskliny v zariadení zo zliatiny Hastelloy B-2 v servisnom prostredí. V súčasnosti je štandardnou testovacou metódou, ktorú určila moja krajina a ďalšie krajiny na celom svete pre odolnosť zliatiny Hastelloy B-2 voči medzikryštalickej korózii, metóda kyseliny chlorovodíkovej s normálnym tlakom varu a metóda hodnotenia je metóda na zníženie hmotnosti. Keďže zliatina Hastelloy B-2 je zliatina odolná voči korózii kyselinou chlorovodíkovou, metóda kyseliny chlorovodíkovej pri normálnom tlaku varu je dosť necitlivá na testovanie tendencie zliatiny Hastelloy B-2 k medzikryštalickej korózii. Domáce vedecké výskumné inštitúcie použili na štúdium zliatiny Hastelloy B-2 vysokoteplotnú metódu kyseliny chlorovodíkovej a zistili, že odolnosť zliatiny Hastelloy B-2 proti korózii nezávisí len od jej chemického zloženia, ale závisí aj od jej tepelnej proces kontroly spracovania. Keď je proces tepelného spracovania nesprávne kontrolovaný, zrná zliatiny Hastelloy B-2 nielen rastú, ale medzi zrnami sa vyzráža aj fáza s vysokým obsahom Mo σ. V tomto čase výrazne klesá odolnosť zliatiny Hastelloy B-2 voči medzikryštalickej korózii. , pri vysokoteplotnom teste kyselinou chlorovodíkovou sa hĺbka leptania hranice zŕn hrubozrnnej platne a normálnej platne líšila asi dvakrát.
