Hastelloy C{0}} temperatuurlimieten

Hastelloy C-276-legering is een nikkel-chroom-molybdeenlegering die wolfraam bevat, dat wordt beschouwd als een corrosiebestendige legering vanwege het extreem lage silicium-koolstofgehalte.
De prestaties van de meeste corrosieve media in zowel oxidatie- als reductieatmosferen.
Het heeft weerstand tegen putcorrosie, spleetcorrosie en spanningscorrosie. Het hoge gehalte aan Mo en Cr maakt de legering bestand tegen corrosie door chloride-ionen en het W-element verbetert de corrosieweerstand verder. Ondertussen is Hastelloy C-276-legering een van de weinige materialen die bestand is tegen corrosie door vochtig chloorgas, hypochloriet en chloordioxide-oplossingen, en corrosiebestendig is tegen chlorideoplossingen met een hoge concentratie, zoals ijzerchloride en koperchloride. Geschikt voor verschillende concentraties zwavelzuuroplossingen, het is een van de weinige materialen die kunnen worden toegepast op hete geconcentreerde zwavelzuuroplossingen.
De fysische eigenschappen van de Hastelloy C-276-legering zijn als volgt:
Materiaalsamenstelling: 57Ni-16Cr-16Mo-5Fe-4W-2.5Co * -1Mn * -0.35V * -0.08Si * -0.01C * * vertegenwoordigt een grote marge
Uitvoerende normen: UNS N10276, ASTM B575, ASME SB575, DIN/EN 2.4819
Dichtheid: 8,90 g/cm3

De lasprestaties van de Hastelloy C-276-legering zijn vergelijkbaar met die van gewoon austenitisch roestvast staal. Voordat een lasmethode wordt gebruikt om C-276 te lassen, moeten er maatregelen worden genomen om de corrosieweerstand van lassen en door hitte beïnvloede zones te verminderen, zoals booglassen met gaswolfraam (GTAW), booglassen met gasmetaal (GMAW), booglassen of andere lasmethoden die de corrosieweerstand van lasnaden en door hitte beïnvloede zones kunnen verminderen. Lasmethoden zoals oxyacetyleenlassen die het koolstofgehalte of siliciumgehalte van materiaallassen en hittebeïnvloede zone kunnen verhogen, zijn echter niet geschikt [2].
De selectie van lasnaadvormen kan verwijzen naar de succesvolle ervaring van de ASME Boiler and Pressure Vessel Code voor lasverbindingen van Hastelloy C-276-legeringen.
De lasgroef is gemakkelijk machinaal te bewerken, maar machinale bewerking zorgt voor uitharding van het werkstuk, dus het is noodzakelijk om de machinaal bewerkte groef te polijsten voordat u gaat lassen.
Tijdens het lassen moet een geschikte warmte-invoersnelheid worden gebruikt om het ontstaan ​​van thermische scheuren te voorkomen.
In de overgrote meerderheid van corrosieve omgevingen kan de Hastelloy C-276-legering worden toegepast in de vorm van gelaste componenten. In extreem zware omgevingen moeten C-276-materialen en lascomponenten echter een warmtebehandeling ondergaan om een ​​goede corrosieweerstand te bereiken.
Het lassen van de Hastelloy C-276-legering kan ervoor kiezen om zichzelf te gebruiken als lasmateriaal of toevoegmateriaal. Als bepaalde componenten moeten worden toegevoegd aan de lassen van een Hastelloy C-276-legering, zoals andere op nikkel gebaseerde legeringen of roestvrij staal, en deze lassen worden blootgesteld aan corrosieve omgevingen, dan moet de lasstaaf of -draad die wordt gebruikt voor het lassen moet eigenschappen hebben die gelijkwaardig zijn aan het basismetaal.
De warmtebehandeling in een vaste oplossing van Hastelloy C-276-legeringsmateriaal omvat twee processen:
Verwarming op 1040 graden ~ 1150 graden;
Snel afkoelen tot een zwarte staat (ongeveer 400 graden) binnen twee minuten, zodat het behandelde materiaal een goede corrosieweerstand heeft. Daarom is alleen het uitvoeren van een spanningsverlagende warmtebehandeling op een Hastelloy C-276-legering niet effectief. Vóór de warmtebehandeling moet al het vuil, zoals olievlekken op het legeringsoppervlak dat tijdens het warmtebehandelingsproces koolstofelementen kan produceren, worden verwijderd.
Het oppervlak van de Hastelloy C-276-legering produceert oxiden tijdens lassen of warmtebehandeling, waardoor het Cr-gehalte in de legering afneemt en de corrosieweerstand wordt aangetast. Daarom is oppervlaktereiniging noodzakelijk. U kunt een roestvrijstalen staalborstel of slijpschijf gebruiken, deze vervolgens onderdompelen in een mengsel van salpeterzuur en fluorwaterstofzuur in de juiste verhoudingen voor het beitsen en vervolgens schoonspoelen met schoon water.
Testresultaten en analyse
Het effect van warmtebehandelingstemperatuur op de korrelgroei van buizen van C-276-legering. De longitudinale microstructuur van naadloze buizen van koudgewalste C -276-legering na gedurende 10 minuten op 1040 ~ 1200 graden te zijn gehouden, wordt getoond in figuur 1. Het is te zien dat na warmtebehandeling binnen het bereik van 1040 ~ 1200 graden , zijn het herstel en de herkristallisatie van de C-276-legering voltooid. Na warmtebehandeling bij 1040 graden is de korrelgrootte kleiner en zitten er een groot aantal tweelingen in de korrel. Naarmate de warmtebehandelingstemperatuur stijgt, groeien de korrels geleidelijk; Wanneer de warmtebehandelingstemperatuur tussen 1080 ~ 1160 graden ligt, is de korrelgrootte relatief uniform; Tijdens warmtebehandeling bij 1200 graden trad een aanzienlijke groei van individuele korrels op.
Het effect van warmtebehandelingstemperatuur op korrelgrootte van C-276-legering tijdens isolatie gedurende 5, 10, 20 en 30 minuten. Het is te zien dat onder dezelfde houdtijd de korrelgrootte geleidelijk toeneemt met de toename van de warmtebehandelingstemperatuur, en de trend van korrelgroei is hetzelfde. Bij temperaturen van 1040 tot 1080 graden is de korrelgroei sneller, terwijl het vertraagt ​​binnen het bereik van 1080 tot 1160 graden en weer versnelt bij temperaturen van 1160 tot 1200 graden.
De afname van de grensvlakenergie van de korrelgrens is de belangrijkste drijvende kracht achter de korrelgroei. Tijdens het korrelgroeiproces komt de toename van de korrelgrootte overeen met een afname van het totale korrelgrensgebied, wat resulteert in een afname van de totale interface-energie van het systeem. De korrelgroeisnelheid is gerelateerd aan het korrelgrensmigratiemechanisme en de korrelgrensmigratiesnelheid hangt nauw samen met de temperatuur, wat een thermisch activeringsproces is. De relatie tussen de migratiesnelheid van de korrelgrens met grote hoek M en de temperatuur T voldoet aan de Arre heni us-relatie (2426), dwz M=Mg exp (- QR/T) vergelijking: M. Is een constante; Q is de schijnbare activeringsenergie van korrelgrensmigratie, kJ/mol; R is de gasconstante, J/(mol · K); T is de thermodynamische temperatuur, K.
De relatie tussen de bewegingssnelheid v van de graangrens en de aandrijfdruk P is: v=MP, waarbij M de mobiliteit van de korrelgrens is; En P=y,/D, waar y. is de grensvlakenergie en D is de korreldiameter. Door dD/dt te integreren, kan worden verkregen dat D=y, Mt vergelijking (1) vervangt door vergelijking (2), en aannemende dat tijd t constant is, kan worden verkregen dat D '= A exp (- QR/T) waarbij A een constante is, A=y, M. Door de logaritme van beide zijden van vergelijking (3) te nemen, krijgt u: InD=1/2InA-Q/( 2RT), waarbij Q de schijnbare activeringsenergie is van korrelgrensmigratie, kJ/mol; R is de gasconstante, J/(mol · K); T is de thermodynamische temperatuur, K. Te zien is dat InD een lineair verband heeft met 1/T.
Bereken de gemiddelde korrelgrootte van naadloze buizen van een C-276-legering na isolatie bij 1040-1200 graden gedurende 5-30 minuten en voer een regressieanalyse uit volgens vergelijking (4) hierboven, zoals weergegeven in afbeelding 3. Uit figuur 3 is te zien dat de lineaire aanpassingskrommen onder verschillende houdtijden ongeveer evenwijdig aan elkaar zijn. Volgens dit resultaat, wanneer de bewaartijd 10 minuten is, is de relatie tussen korrelgrootte D en warmtebehandelingstemperatuur T: lnD=0.5lnA-1.887 × Volgens vergelijking (5) is de schijnbare activeringsenergie van korrelgrensmigratie voor C-276-legering na 10 minuten isolatie bij 1040-1200 graad is 313,77 kJ/mol, wat hoger is dan de zelfdiffusie-activeringsenergie van puur nikkel in het matrixrooster ( ongeveer 285,1 kJ/mol) (27). Dit komt voornamelijk doordat de C-276-legering meer legeringselementen bevat, waardoor de activeringsenergie van de korrelgroei toeneemt en de korrelgroei wordt geremd.