Zliatina Hastelloy C{0}} je zliatina niklu a chrómu a molybdénu obsahujúca volfrám, ktorá sa považuje za zliatinu odolnú voči korózii vďaka extrémne nízkemu obsahu kremíkového uhlíka.
Výkon väčšiny korozívnych médií v oxidačnej aj redukčnej atmosfére.
Má odolnosť proti bodovej korózii, štrbinovej korózii a korózii pod napätím. Vysoký obsah Mo a Cr robí zliatinu odolnou voči korózii chloridových iónov a prvok W ďalej zlepšuje odolnosť proti korózii. Zliatina Hastelloy C{0}} je jedným z mála materiálov, ktoré sú odolné voči korózii spôsobenej vlhkým plynným chlórom, chlórnanom a roztokmi oxidu chloričitého a sú odolné voči korózii voči roztokom chloridov s vysokou koncentráciou, ako je chlorid železitý a chlorid meďnatý. Je vhodný pre rôzne koncentrácie roztokov kyseliny sírovej a je to jeden z mála materiálov, ktoré možno aplikovať na horúce koncentrované roztoky kyseliny sírovej.
Fyzikálne vlastnosti zliatiny Hastelloy C-276 sú nasledovné:
Materiálové zloženie: 57Ni-16Cr-16Mo-5Fe-4W-2.5Co * -1Mn * -0,35V * -0.08Si * -0.01C * * predstavuje veľkú rezervu
Výkonné normy: UNS N10276, ASTM B575, ASME SB575, DIN/EN 2.4819
Hustota: 8,90g/cm3
Zvárací výkon zliatiny Hastelloy C-276 je podobný ako pri bežnej austenitickej nehrdzavejúcej oceli. Pred použitím metódy zvárania na zváranie C-276 je potrebné vykonať opatrenia na zníženie odolnosti zvarov a tepelne ovplyvnených oblastí proti korózii, ako je zváranie plynovým volfrámovým oblúkom (GTAW), zváranie plynovým kovovým oblúkom (GMAW), ponorené oblúkové zváranie alebo iné metódy zvárania, ktoré môžu znížiť koróznu odolnosť zvarov a tepelne ovplyvnenej zóny. Nie sú však vhodné metódy zvárania, ako je zváranie kyslíkom a acetylénom, ktoré môže zvýšiť obsah uhlíka alebo kremíka v materiálových zvaroch a tepelne ovplyvnenej oblasti [2].
Výber foriem zvarových spojov sa môže odvolávať na úspešné skúsenosti ASME pre kotly a tlakové nádoby pre zvarové spoje zo zliatiny Hastelloy C-276.
Zváracia drážka je ľahko opracovateľná, ale opracovanie prinesie pracovné spevnenie, preto je potrebné opracovanú drážku pred zváraním vyleštiť.
Pri zváraní by sa mala používať vhodná rýchlosť prívodu tepla, aby sa zabránilo vzniku tepelných trhlín.
Vo veľkej väčšine korozívnych prostredí je možné zliatinu Hastelloy C{0}} aplikovať vo forme zváraných komponentov. V extrémne drsnom prostredí však materiály C{1}} a zváracie komponenty musia prejsť tepelným spracovaním v roztoku, aby sa dosiahla dobrá odolnosť proti korózii.
Zváranie zliatiny Hastelloy C{0}} si môže zvoliť, či sa použije ako zvárací materiál alebo prídavný kov. Ak sa vyžaduje pridanie určitých komponentov do zvarov zliatiny Hastelloy C-276, ako sú iné zliatiny na báze niklu alebo nehrdzavejúca oceľ, a tieto zvary budú vystavené korozívnemu prostrediu, potom zváracia tyč alebo drôt používaný na zváranie musí mať vlastnosti ekvivalentné základnému kovu.
Tepelné spracovanie materiálu zliatiny Hastelloy C-276 v tuhom roztoku zahŕňa dva procesy:
Zahrievanie na 1040 stupňov ~ 1150 stupňov;
Rýchlo ochlaďte na čierny stav (okolo 400 stupňov) do dvoch minút, aby mal ošetrený materiál dobrú odolnosť proti korózii. Preto je neúčinné iba tepelné spracovanie na zmiernenie napätia na zliatine Hastelloy C-276. Pred tepelným spracovaním je potrebné vyčistiť všetky nečistoty, ako sú olejové škvrny na povrchu zliatiny, ktoré môžu počas procesu tepelného spracovania vytvárať uhlíkové prvky.
Povrch zliatiny Hastelloy C{0}} bude počas zvárania alebo tepelného spracovania produkovať oxidy, čo znižuje obsah Cr v zliatine a ovplyvňuje jej odolnosť proti korózii. Preto je potrebné povrchové čistenie. Môžete použiť nerezovú drôtenú kefu alebo brúsny kotúč, potom ho na morenie ponoriť do zmesi vhodného pomeru kyseliny dusičnej a kyseliny fluorovodíkovej a potom opláchnuť čistou vodou.
Výsledky testov a analýzy
Vplyv teploty tepelného spracovania na rast zŕn rúr zo zliatiny C-276. Pozdĺžna mikroštruktúra bezšvíkových rúr za studena valcovanej zliatiny C-276 po 10 minútach udržiavania pri teplote 1040~1200 stupňov je znázornená na obrázku 1. Je možné vidieť, že po tepelnom spracovaní v rozsahu 1040~1200 stupňov regenerácia a rekryštalizácia zliatiny C-276 bola dokončená. Po tepelnom spracovaní pri 1040 stupňoch je veľkosť zrna menšia a v zrne je veľké množstvo dvojčiat. Keď sa teplota tepelného spracovania zvyšuje, zrná postupne rastú; Keď je teplota tepelného spracovania medzi 1080 ~ 1160 stupňami, veľkosť zrna je relatívne rovnomerná; Počas tepelného spracovania pri 1200 stupňoch došlo k výraznému rastu jednotlivých zŕn.
Vplyv teploty tepelného spracovania na veľkosť zŕn zliatiny C-276 počas izolácie počas 5, 10, 20 a 30 minút. Je vidieť, že pri rovnakej dobe zdržania sa veľkosť zrna postupne zvyšuje so zvyšovaním teploty tepelného spracovania a trend rastu zrna je rovnaký. Pri teplotách v rozmedzí od 1040 do 1080 stupňov je rast zŕn rýchlejší, pričom sa spomaľuje v rozmedzí 1080 až 1160 stupňov a opäť sa zrýchľuje pri teplotách v rozmedzí od 1160 do 1200 stupňov.
Pokles energie rozhrania zŕn je hlavnou hnacou silou rastu zŕn. Počas procesu rastu zŕn zväčšenie veľkosti zrna zodpovedá zníženiu celkovej hraničnej oblasti zŕn, čo má za následok zníženie celkovej energie rozhrania systému. Rýchlosť rastu zŕn súvisí s mechanizmom migrácie po hraniciach zŕn a rýchlosť migrácie po hraniciach zŕn úzko súvisí s teplotou, čo je proces tepelnej aktivácie. Vzťah medzi rýchlosťou migrácie hraníc zŕn pod veľkým uhlom M a teplotou T spĺňa Arre heniusov vzťah (2426), tj rovnicu M=Mg exp (- QR/T): M. je konštanta; Q je zdanlivá aktivačná energia migrácie hraníc zŕn, kJ/mol; R je plynová konštanta, J/(mol · K); T je termodynamická teplota, K.
Vzťah medzi rýchlosťou pohybu hraníc zŕn v a hnacím tlakom P je: v=MP, kde M je pohyblivosť hraníc zŕn; A P=y,/D, kde y. je medzipovrchová energia a D je priemer zrna. Integráciou dD/dt možno získať, že D=y, Mt nahrádza rovnicu (1) rovnicou (2) a za predpokladu, že čas t je konštantný, možno získať, že D '= A exp (- QR/T), kde A je konštanta, A=y, M. Logaritmovaním oboch strán rovnice (3) môžeme získať: InD=1/2InA-Q/( 2RT), kde Q je zdanlivá aktivačná energia migrácie hraníc zŕn, kJ/mol; R je plynová konštanta, J/(mol · K); T je termodynamická teplota K. Je možné vidieť, že InD má lineárny vzťah s 1/T.
Vypočítajte priemernú veľkosť zrna bezšvíkových rúr zo zliatiny C-276 po izolácii pri 1040-1200 stupňoch počas 5-30 minút a vykonajte regresnú analýzu podľa vyššie uvedenej rovnice (4), ako je znázornené na obrázku 3. Z obrázku 3 je možné vidieť, že krivky lineárneho prispôsobenia pri rôznych časoch držania sú približne navzájom paralelné. Podľa tohto výsledku, keď je doba zdržania 10 minút, vzťah medzi veľkosťou zrna D a teplotou tepelného spracovania T je: lnD=0.5lnA-1.887 × Podľa rovnice (5) zdanlivá aktivačná energia migrácie hraníc zŕn pre zliatinu C-276 po 10 minútach izolácie pri 1040-1200 stupni je 313,77 kJ/mol, čo je viac ako samodifúzna aktivačná energia čistého niklu v matricovej mriežke ( približne 285,1 kJ/mol) (27). Je to hlavne preto, že zliatina C-276 obsahuje viac legujúcich prvkov, ktoré zvyšujú aktivačnú energiu rastu zŕn a inhibujú rast zŕn.
