UNS N10665 คืออะไร และจุดประสงค์หลักด้านโลหะวิทยาภายในตระกูลโลหะผสมนิกเกิลคืออะไร

1. ถาม: UNS N10665 คืออะไร และจุดประสงค์หลักด้านโลหะวิทยาภายในตระกูลโลหะผสมนิกเกิลคืออะไร

ตอบ: UNS N10665 หรือที่รู้จักในระดับสากลในชื่อทางการค้า Hastelloy B-2 เป็นโลหะผสมนิกเกิล-โมลิบดีนัมที่มีโมลิบดีนัมประมาณ 26–30% และโครเมียมต่ำมาก (สูงสุด 1.0%) เป็นโลหะผสมนิกเกิล "ซีรีส์ B" ซึ่งได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้ทนทานต่อกรดไฮโดรคลอริกและสภาพแวดล้อมรีดิวซ์อื่นๆ เป็นพิเศษ

วัตถุประสงค์หลักทางโลหะวิทยาคือเพื่อให้มีความต้านทานการกัดกร่อนสม่ำเสมอที่เหนือกว่าในกรดไฮโดรคลอริกบริสุทธิ์ที่ไม่มีอากาศผ่านในทุกความเข้มข้นและอุณหภูมิจนถึงจุดเดือด ต่างจากเหล็กกล้าไร้สนิมและโลหะผสมซีรีส์ C- ที่ใช้โครเมียมเพื่อสร้างฟิล์มพาสซีฟออกไซด์ N10665 อาศัยโมลิบดีนัมทั้งหมด โมลิบดีนัมมีความทนทานสูงต่อการโจมตีด้วยการลดกรด (กรดที่ให้อิเล็กตรอน เช่น HCl และ H₂SO₄ เจือจาง) แต่ไม่มีการป้องกันในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์

องค์ประกอบทางเคมีที่สำคัญ:

นิกเกิล: ยอดคงเหลือ (ประมาณ. 65–70%)

โมลิบดีนัม: 26–30% - องค์ประกอบโลหะผสมหลักที่ช่วยลดความต้านทานต่อกรด

โครเมียม: สูงสุด 1.0% - จงใจคงไว้ต่ำมากเพราะโครเมียมถูกโจมตีในกรดรีดิวซ์บริสุทธิ์

เหล็ก: สูงสุด 2.0% - ปรับให้ต่ำเพื่อรักษาความเสถียรของเฟส

คาร์บอน: สูงสุด 0.02% - ต่ำมากเพื่อลดการตกตะกอนของคาร์ไบด์

ความแตกต่างจากโลหะผสมอื่นๆ:

เทียบกับ C-276 (N10276): C-276 มีโครเมียม (14–16%) สำหรับความต้านทานการออกซิไดซ์ ใน HCl บริสุทธิ์ C-276 จะกัดกร่อนได้เร็วกว่า N10665

เทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิม: 316L อาศัยโครเมียมและล้มเหลวอย่างรวดเร็วใน HCl เนื่องจากการพังทลายของฟิล์มแบบพาสซีฟ

เทียบกับ N10675 (B-3): N10675 เป็นวิวัฒนาการที่มีความเสถียรของ N10665 โดยมีเสถียรภาพทางความร้อนและการเชื่อมได้ดีกว่า แต่ทั้งสองให้บริการในช่องบริการที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเหมือนกัน

คำเตือนเกี่ยวกับข้อจำกัด: N10665 ไม่เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ หากกรดประกอบด้วยออกซิเจนละลายน้ำ เฟอร์ริกไอออน (Fe³⁺) ไอออนคิวริก (Cu²⁺) หรือไนเตรต โลหะผสมจะเกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรง นอกจากนี้ยังไม่มีความต้านทานต่อการเป็นรูพรุนในน้ำทะเล และไม่สามารถใช้กับกรดไนตริกได้

---

2. ถาม: เหตุใดเพลต UNS N10665 จึงถือว่าเชื่อมยาก และต้องมีข้อควรระวังเฉพาะใดบ้างเพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของการเปราะและการกัดกร่อน

ตอบ: UNS N10665 เชื่อมได้ยากอย่างฉาวโฉ่เนื่องจากมีความไวต่อความร้อนทางโลหะวิทยา ต่างจากเหล็กกล้าไร้สนิมหรือ C-276 ซึ่งทนต่อความร้อนปานกลาง N10665 ผ่านการตกตะกอนอย่างรวดเร็วหากสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงขึ้นระหว่างการเชื่อม

ปัญหา: การตกตะกอนของเฟส Ni₄Mo และ µ:

เมื่อ N10665 ถูกให้ความร้อนจนถึงช่วงอุณหภูมิ 550–850 องศา (1025–1560 องศา F) -ช่วงที่เกิดขึ้นระหว่างการเชื่อมหลายรอบหรือการระบายความร้อนช้า- โลหะผสมจะตกตะกอนสองขั้นตอนที่เป็นอันตราย:

Ni₄Mo (เฟสที่สั่ง): สารประกอบอินเตอร์เมทัลลิกที่ได้รับคำสั่งซึ่งจะทำให้เมทริกซ์เปราะอย่างรุนแรง ช่วยลดความเหนียวและความทนทานต่อแรงกระแทกได้มากกว่า 50%

µ เฟส (Ni-Mo อินเตอร์เมทัลลิก): ทำให้โมลิบดีนัมหมดสิ้นจากเมทริกซ์โดยรอบ ทำให้เกิดโซนที่มีปริมาณโมลิบดีนัมต่ำเฉพาะจุด ซึ่งเสี่ยงต่อการโจมตีด้วยมีด-ในกรดไฮโดรคลอริก

ข้อควรระวังในการเชื่อมบังคับ:

อินพุตความร้อนต่ำมาก:

อินพุตความร้อนสูงสุด: 1.5–2.0 กิโลจูล/มม.

ใช้ลวดตัวเติมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กและมีความเร็วในการเคลื่อนที่สูง

การควบคุมอุณหภูมิระหว่างทางอย่างเข้มงวด:

ต้องรักษาอุณหภูมิระหว่างทางให้ต่ำกว่า 50 องศา (120 องศา F)

ซึ่งมักต้องใช้การระบายความร้อนแบบบังคับ (อากาศหรือละอองน้ำ) ระหว่างรอบต่างๆ การรอความเย็นตามธรรมชาติในส่วนหนามักไม่เพียงพอ

ไม่มีการอุ่นเครื่อง:

ห้ามอุ่นเครื่องเว้นแต่จำเป็นต้องไล่ความชื้นออก (สูงสุด 100 องศา เฉพาะที่)

การจับคู่โลหะฟิลเลอร์:

ใช้ ERNiMo-7 (AWS A5.14) สารตัวเติมนี้ตรงกับเคมีคาร์บอนต่ำและเหล็กต่ำของแผ่นฐาน

ห้ามใช้ ERNiCrMo-4 (ตัวเติม C-276) หรือ ERNiCr-3 (Inconel 82) กับ N10665 สิ่งเหล่านี้ทำให้เกิดโครเมียม ทำให้เกิดเซลล์กัลวานิก

ไม่มีการโพสต์-การอบชุบด้วยความร้อนจากการเชื่อม (PWHT):

ห้ามเด็ดขาด. อุณหภูมิบรรเทาความเครียด (600–700 องศา ) ตกโดยตรงในช่วงการตกตะกอนที่เป็นอันตราย PWHT จะทำให้รอยเชื่อมเปราะและทำลายความต้านทานการกัดกร่อน

การป้องกันราก:

ต้องใช้แก๊สสำรองอาร์กอน 100% ในการผ่านรูท การเกิดออกซิเดชันของรากเชื่อมจะทำลายความต้านทานต่อ HCl

ความสะอาด:

พื้นผิวแผ่นต้องปราศจากน้ำมัน จารบี สี ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัส

ต้องใช้ล้อเจียรเฉพาะ การปนเปื้อนของเหล็กกล้าคาร์บอนจะฝังอนุภาคเหล็ก ทำให้เกิดการกัดกร่อนของกัลวานิกเฉพาะจุด

ผลที่ตามมาของการปฏิบัติที่ไม่ดี:
การไม่ปฏิบัติตามข้อควรระวังเหล่านี้ส่งผลให้เกิดการแตก-โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) ในระหว่างการผลิต หรือที่แย่กว่านั้นคือเกิดการโจมตีอย่างรวดเร็ว-ในแนวท่อภายในไม่กี่สัปดาห์ของการให้บริการกรด

---

3. ถาม: ข้อกำหนดคุณสมบัติเชิงกลสำหรับเพลต UNS N10665 ตาม ASTM B333 คืออะไร และการขึ้นรูปเย็นแตกต่างจากสเตนเลสออสเทนนิติกอย่างไร

ตอบ: ตาม ASTM B333 (ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับแผ่น แผ่น และแถบโลหะผสมโมลิบดีนัมนิกเกิล-) ข้อกำหนดคุณสมบัติทางกลสำหรับ UNS N10665 ในสภาวะการอบอ่อนของสารละลายคือ:

เปรียบเทียบกับสแตนเลส:

ความแข็งแรงของผลผลิตประมาณสองเท่าของ 304L อบอ่อน (170 MPa)

การยืดตัวนั้นเทียบเคียงได้ (40% เทียบกับ. 40–50%)

โมดูลัสความยืดหยุ่นต่ำกว่า (179 GPa เทียบกับ . 193 GPa สำหรับ 304) ส่งผลให้มีการดีดตัวกลับมากขึ้น-

ความแตกต่างในการขึ้นรูปเย็นจากเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก:

อัตราการแข็งตัวของงาน:

งาน N10665 แข็งตัวได้เร็วกว่าสแตนเลส 304/316 อย่างมาก

การลดความเย็นลง 10% จะเพิ่มความแข็งแรงของผลผลิตประมาณ 50–70%

ซึ่งหมายความว่าต้องใช้น้ำหนักในการขึ้นรูปที่สูงขึ้น (1.5–2 เท่าของน้ำหนักเหล็กกล้าคาร์บอน)

สปริง-กลับ:

เนื่องจากความแข็งแรงของผลผลิตที่สูงกว่าและโมดูลัสที่ต่ำกว่า สปริง-ส่วนหลังจึงเด่นชัดกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม

ค่าเผื่อการดัดงอที่มากกว่า-ที่ 3–5 องศาเป็นเรื่องปกติสำหรับการดัดแบบเย็น

การหลอมหลังจากการขึ้นรูป:

หากความเครียดจากความเย็นเกิน 10–15% และส่วนประกอบจะสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน จำเป็นต้องมีการอบอ่อนด้วยสารละลายทั้งหมด

กระบวนการ: ให้ความร้อนถึง 1,065–1,080 องศา (1950–1975 องศา F) แช่น้ำแล้วดับทันที

สำคัญ: การระบายความร้อนด้วยอากาศไม่เพียงพอ การระบายความร้อนอย่างช้าๆ ที่อุณหภูมิ 850–550 องศาจะทำให้เฟส Ni₄Mo และ µ ตกตะกอน

การตัด:

สามารถตัดแผ่น N10665 ได้ความหนาสูงสุดประมาณ 12 มม.

ต้องการน้ำหนักมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนที่เทียบเท่ากัน 20–30%

จะต้องขจัดครีบออกให้หมดโดยการเจียร รอยแตกร้าวเกิดขึ้นได้ง่ายจากคมเฉือน

การขึ้นรูปร้อน:

ได้รับอนุญาตแต่ต้องมีการ-สารละลายหลังการขึ้นรูป การอบอ่อนและการชุบน้ำ

อุณหภูมิการขึ้นรูป: 1,050–1230 องศา หยุดขึ้นรูปต่ำกว่า 950 องศา .

---

4. ถาม: แผ่น UNS N10665 ระบุไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนเฉพาะใดบ้าง และห้ามใช้อย่างเคร่งครัดที่ใด

ตอบ: UNS N10665 เป็นโลหะผสมเฉพาะทาง ไม่ใช่วัสดุ-สำหรับใช้งานทั่วไป ให้ประสิทธิภาพระดับโลก-ในสภาพแวดล้อมช่วงแคบๆ และล้มเหลวอย่างร้ายแรงนอกช่วงนั้น

สภาพแวดล้อมที่ระบุ (โดยที่ N10665 Excels):

กรดไฮโดรคลอริก (ความเข้มข้นทั้งหมด, ปราศจากอากาศ):

อัตราการกัดกร่อน<0.05 mm/year in boiling 20% HCl.

โลหะผสมเชิงพาณิชย์ชนิดเดียวที่สามารถจัดการกับ HCl ที่เดือดได้ตลอดช่วงความเข้มข้นทั้งหมด

กรดซัลฟูริก (ลดสภาวะ,<60% Concentration):

ดีเยี่ยมในกรดซัลฟิวริกปราศจากอากาศบริสุทธิ์

ตัวอย่าง:0.1 มม./ปีในการเดือด 10% H₂SO₄

กรดฟอสฟอริก (กระบวนการเปียก สารออกซิไดซ์ต่ำ):

ใช้ในท่อระเหยและซับในเครื่องปฏิกรณ์สำหรับการผลิตกรดปุ๋ย โดยมีการควบคุมสิ่งเจือปนออกซิไดซ์ (ฟลูออรีน, คลอเรต)

กรดอะซิติกและกรดฟอร์มิก:

อัตราการกัดกร่อนเล็กน้อยในกรดอินทรีย์ที่กำจัดอากาศออก

ก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ (แห้งหรือเปียก ไม่-ออกซิไดซ์):

เหมาะสำหรับการจัดการก๊าซ HCl เปียกที่อยู่เหนือจุดน้ำค้าง

สภาพแวดล้อมที่ต้องห้ามอย่างเคร่งครัด (โดยที่ N10665 ล้มเหลวอย่างรวดเร็ว):

กฎทางวิศวกรรม:
หากสภาพแวดล้อมประกอบด้วยออกซิเจนละลาย เฟอร์ริกไอออน คิวปริกไอออน ไนเตรต หรือสายพันธุ์ออกซิไดซ์ใดๆ ห้ามใช้ N10665 เลือก C-276 (N10276), C-22 (N06022) หรือเซอร์โคเนียมแทน

---

5. ถาม: อะไรคือความท้าทายในการตัดเฉือนและการตัดที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับเพลต UNS N10665 และกลยุทธ์ใดที่มีประสิทธิภาพ

ตอบ: UNS N10665 จัดอยู่ในประเภทเป็นวัสดุ-ต่อ-เครื่องจักรที่ยาก เนื่องจากมีปริมาณโมลิบดีนัมสูง อัตราการชุบแข็งในการทำงานที่รวดเร็ว และค่าการนำความร้อนต่ำ โดยทั่วไปถือว่าตัดเฉือนได้ยากกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316L และเทียบได้กับ C-276

ความท้าทายในการตัดเฉือน:

การแข็งตัวของงานขั้นสุดยอด:

งานพื้นผิวจะแข็งตัวทันทีหากเครื่องมือตัดเสียดสีแทนที่จะใช้กรรไกร

เมื่องานแข็งตัวขึ้น พื้นผิวจะเสียดสีและทำลายคมตัด

แรงเฉือนสูง:

N10665 ต้องใช้แรงตัดมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนหรือสเตนเลส 304 อย่างมาก

ชิปมีความเหนียว ต่อเนื่อง และไม่แตกหักง่าย

ค่าการนำความร้อนต่ำ:

ความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการตัดจะยังคงกระจุกตัวอยู่ที่ส่วนต่อประสานชิ้นงานของเครื่องมือ-

เร่งการสึกหรอของเครื่องมือและทำให้มิติไม่เสถียร

สร้าง-ความได้เปรียบ (BUE):

โลหะผสมเกาะติดกับหน้าเครื่องมือตัด ทำให้เกิด BUE ผิวสำเร็จไม่ดี และขนาดไม่สอดคล้องกัน

กลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพ:

1. การดำเนินการตัด (การพังทลายของเพลท):

2. การทำงานของเครื่องจักร:

เครื่องมือ:

เม็ดมีดคาร์ไบด์ (เกรด C-2 หรือไมโครเกรน) จำเป็นสำหรับงานการผลิต

มุมคายบวกถือเป็นสิ่งจำเป็น เครื่องมือคราดเชิงลบทำให้เกิดการเสียดสี

ขอบคม: เม็ดมีดต้องคม เครื่องมือที่สึกหรอจะทำให้พื้นผิวแข็งตัวทันที

ความเร็วและฟีด:

น้ำยาหล่อเย็น:

จำเป็นต้องมีการทำความเย็นแบบน้ำท่วมด้วย-น้ำหล่อเย็นแรงดันสูง

ใช้น้ำ-น้ำมันคลอรีนหรือซัลเฟอร์ไรซ์ที่ละลายน้ำได้

การตัดเฉือนแบบแห้งไม่สามารถทำได้สำหรับงานการผลิต

การเจาะ:

ต้องใช้รอบการเจาะแบบ Peck เพื่อหักเศษ

แนะนำให้ใช้ระบบจ่ายน้ำหล่อเย็น-ผ่านดอกสว่านคาร์ไบด์

รักษาแรงดันป้อนให้คงที่ อย่าอยู่

การบด:

ต้องใช้ล้อเจียรเฉพาะสำหรับ N10665

ห้ามใช้ล้อที่เคยใช้กับเหล็กกล้าคาร์บอน อนุภาคเหล็กที่ฝังอยู่ทำให้เกิดการกัดกร่อนของกัลวานิก

เหมาะกับล้ออะลูมิเนียมออกไซด์หรือซิลิกอนคาร์ไบด์

3. การป้องกันการแข็งตัวของงาน:

อย่าหยุดให้อาหาร เมื่อเครื่องมือเริ่มทำงาน ให้รักษาอัตราป้อนคงที่จนกว่าการผ่านจะเสร็จสมบูรณ์

อย่าอยู่. การปล่อยให้เครื่องมือหมุนเข้าที่โดยไม่ต้องป้อนตามแนวแกนจะทำให้พื้นผิวแข็งตัว

รักษาปริมาณเศษให้น้อยที่สุด การตัดตื้น (น้อยกว่า 0.5 มม.) ทำให้เกิดการเสียดสี ไม่ใช่การตัด

---