คุณสมบัติและการแนะนำวัสดุพิเศษของโลหะผสม Hastelloy
โลหะผสม Hastelloy
I. บทนำ
Hastelloy เป็นโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก ปัจจุบันแบ่งออกเป็นสามซีรี่ส์: B, C และ G ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการกัดกร่อนที่รุนแรงซึ่งไม่สามารถใช้กับเหล็กกล้าไร้สนิม Cr-Ni หรือ Cr-Ni-Mo ที่เป็นเหล็ก วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ ฯลฯ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปิโตรเลียม อุตสาหกรรมเคมี การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม และสาขาอื่นๆ ในต่างประเทศ เกรดและสถานการณ์การใช้งานโดยทั่วไปแสดงอยู่ในตารางด้านล่าง
เพื่อที่จะปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติการทำงานทั้งร้อนและเย็นของ Hastelloy นั้น Hastelloy ได้ทำการปรับปรุงที่สำคัญสามประการ กระบวนการพัฒนามีดังนี้:
ซีรีส์ B: B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
ซีรีส์ C: C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → ค-2000(00Cr20Mo16)
ซีรีส์ G: G → G-3 (00Cr22Ni48Mo7Cu) → G-30 (00Cr30Ni48Mo7Cu)
วัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ได้แก่ N10665 (B-2), N10276 (C-276), N06022 (C-22), N06455 (C-4) และ N06985 ( ก-3) วัสดุรุ่นที่สาม N10675 (B-3), N10629 (B-4) และ N06059 (C-59) อยู่ในขั้นตอนการส่งเสริมการขาย เนื่องจากความก้าวหน้าของเทคโนโลยีโลหะวิทยา แบรนด์ต่างๆ ที่เรียกว่า "ซุปเปอร์สเตนเลสสตีล" ที่มี ~6% Mo ได้ปรากฏตัวขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แทนที่โลหะผสมซีรีส์ G ส่งผลให้การผลิตและการใช้โลหะผสมซีรีส์ G ลดลงอย่างรวดเร็ว
2. องค์ประกอบทางเคมีทั่วไปของโลหะผสม Hastelloy
3. คุณสมบัติทางกล
คุณสมบัติทางกลของ Hastelloy มีความโดดเด่นมาก มีลักษณะของความแข็งแรงสูงและความเหนียวสูง จึงเป็นเรื่องยากที่จะตัดเฉือน นอกจากนี้แนวโน้มการแข็งตัวของความเครียดยังมีความแข็งแกร่งอย่างมาก เมื่ออัตราการเปลี่ยนรูปถึง 15% จะมีค่าเป็นสองเท่าของเหล็กกล้าไร้สนิม Hastelloy ยังมีโซนทำให้เกิดอาการแพ้ที่อุณหภูมิปานกลาง และแนวโน้มที่จะทำให้เกิดอาการแพ้จะเพิ่มขึ้นตามอัตราการเปลี่ยนรูปที่เพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูง Hastelloy จะดูดซับองค์ประกอบที่เป็นอันตรายได้ง่าย ส่งผลให้คุณสมบัติทางกลและความต้านทานการกัดกร่อนลดลง
4. โลหะผสม Hastelloy ที่ใช้กันทั่วไป
1: โลหะผสม Hastelloy B-2 (โลหะผสม Hastelloy B-2)
1. ความต้านทานการกัดกร่อน
โลหะผสม Hastelloy B-2 เป็นโลหะผสม Ni-Mo ที่มีปริมาณคาร์บอนและซิลิคอนต่ำมาก ช่วยลดการตกตะกอนของคาร์ไบด์และเฟสอื่นๆ ในแนวเชื่อมและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน จึงมั่นใจได้ว่าแม้ภายใต้สภาวะการเชื่อม ยังมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีอีกด้วย ดังที่เราทุกคนทราบกันดีว่าโลหะผสม Hastelloy B-2 มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในตัวกลางรีดิวซ์ต่างๆ และสามารถทนต่อการกัดกร่อนที่อุณหภูมิและความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริกภายใต้ความดันปกติ มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในกรดซัลฟิวริกที่ไม่ออกซิไดซ์ที่มีความเข้มข้นปานกลางแบบไม่เติมอากาศ กรดฟอสฟอริกที่มีความเข้มข้นต่างๆ กรดอะซิติกอุณหภูมิสูง กรดฟอร์มิกและกรดอินทรีย์อื่นๆ กรดโบรมิก และก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ ในขณะเดียวกันก็ทนทานต่อการกัดกร่อนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาฮาโลเจนอีกด้วย ดังนั้นโลหะผสม Hastelloy B-2 จึงมักใช้ในกระบวนการปิโตรเลียมและเคมีที่รุนแรง เช่น การกลั่นและความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริก อัลคิเลชันของเอทิลเบนซีนและการสังเคราะห์ออกโซความดันต่ำของกรดอะซิติกและกระบวนการผลิตอื่นๆ อย่างไรก็ตาม พบในการใช้งานทางอุตสาหกรรมของโลหะผสม Hastelloy B-2 มาหลายปีแล้ว:
(1) โลหะผสม Hastelloy B-2 มีโซนทำให้เกิดอาการแพ้สองโซนซึ่งมีผลกระทบอย่างมากต่อความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรน: โซนอุณหภูมิสูง 1200~1300 องศา และโซนอุณหภูมิกลาง 550~900 องศา
(2) เนื่องจากการแยกเดนไดรต์ในโลหะเชื่อมและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของโลหะผสม Hastelloy B-2 เฟสระหว่างโลหะและคาร์ไบด์จึงตกตะกอนตามแนวขอบเขตของเกรน ทำให้พวกมันไวต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนมากขึ้น
(3) โลหะผสม Hastelloy B-2 มีความคงตัวทางความร้อนที่อุณหภูมิปานกลางต่ำ เมื่อปริมาณธาตุเหล็กในโลหะผสม Hastelloy B-2 ลดลงต่ำกว่า 2% โลหะผสมจะมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของเฟสเบตา (เช่น เฟส Ni4Mo ซึ่งเป็นสารประกอบระหว่างโลหะที่ได้รับคำสั่ง) เมื่อโลหะผสมคงอยู่ในช่วงอุณหภูมิ 650~750 องศาเป็นเวลานานขึ้นเล็กน้อย เฟสจะถูกสร้างขึ้นทันที การมีอยู่ของเฟสจะลดความเหนียวของโลหะผสม Hastelloy B-2 ทำให้มีความไวต่อการกัดกร่อนจากความเค้น และยังทำให้โลหะผสม Hastelloy B-2 ได้รับความเสียหายในระหว่างการผลิตวัตถุดิบ (เช่น กระบวนการรีดร้อน) และ กระบวนการผลิตอุปกรณ์ (เช่น อุปกรณ์โลหะผสม Hastelloy B-2 การอบชุบด้วยความร้อนโดยรวมหลังการเชื่อม) และอุปกรณ์โลหะผสม Hastelloy B-2 เกิดการแตกร้าวในสภาพแวดล้อมการบริการ ปัจจุบัน วิธีทดสอบมาตรฐานที่กำหนดโดยประเทศของฉันและประเทศอื่นๆ ทั่วโลกสำหรับความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรนของโลหะผสม Hastelloy B-2 คือวิธีต้มกรดไฮโดรคลอริกด้วยแรงดันปกติ และวิธีการประเมินคือวิธีลดน้ำหนัก เนื่องจากโลหะผสม Hastelloy B-2 เป็นโลหะผสมที่ทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดไฮโดรคลอริก วิธีการต้มกรดไฮโดรคลอริกด้วยความดันปกติจึงค่อนข้างอ่อนไหวในการทดสอบแนวโน้มการกัดกร่อนตามขอบเกรนของโลหะผสม Hastelloy B-2 สถาบันวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในประเทศใช้วิธีการกรดไฮโดรคลอริกอุณหภูมิสูงในการศึกษาโลหะผสม Hastelloy B-2 และพบว่าความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสม Hastelloy B-2 ไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความร้อนด้วย กระบวนการควบคุมการประมวลผล เมื่อกระบวนการแปรรูปด้วยความร้อนได้รับการควบคุมอย่างไม่เหมาะสม เม็ดของโลหะผสม Hastelloy B{-2 ไม่เพียงแต่เติบโตเท่านั้น แต่ยังมีเฟส Mo σ สูงจะตกตะกอนระหว่างเม็ดด้วย ในเวลานี้ ความต้านทานต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนของโลหะผสม Hastelloy B-2 ลดลงอย่างมาก ในการทดสอบกรดไฮโดรคลอริกที่อุณหภูมิสูง ความลึกของการกัดขอบเกรนของแผ่นเนื้อหยาบและแผ่นปกติแตกต่างกันประมาณสองเท่า
