Властивості та введення спеціальних матеріалів сплаву Hastelloy
Вступ
Hastelloy - це тип сплаву на основі нікелю. В даний час він поділяється на три серії: B, C і G. Він в основному використовується для сильної корозії, яка не може бути використана для Cr-Ni або Cr-Ni-Mo нержавіючої сталі, неметалевих матеріалів тощо. широко використовується в нафтовій, хімічній промисловості, охороні навколишнього середовища та багатьох інших галузях за кордоном.
Щоб підвищити стійкість до корозії та властивості Хастеллой при холодній і гарячій обробці, Хастеллой зробив три основні вдосконалення. Процес розробки виглядає наступним чином:
Серія B: B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
Серія C: C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)
Серія G: G → G-3 (00Cr22Ni48Mo7Cu) → G-30 (00Cr30Ni48Mo7Cu)
Найпоширенішими матеріалами на даний момент є N10665 (B-2), N10276 (C-276), N06022 (C-22), N06455 (C-4) і N06985 ( G-3). Матеріали третього покоління N10675 (B-3), N10629 (B-4) і N06059 (C-59) знаходяться на стадії просування. Завдяки розвитку металургійних технологій останніми роками з’явилося кілька марок так званої «супернержавіючої сталі», що містить ~6% Mo, замінивши сплави серії G, що спричинило швидке зниження виробництва та використання сплавів серії G.
Виготовлення та термічна обробка
1: Нагрівання Для сплаву Hastelloy B-2 дуже важливо тримати поверхню чистою та подалі від забруднень до та під час нагрівання. Сплав Hastelloy B-2 стане крихким при нагріванні в середовищі, що містить сірку, фосфор, свинець або інші забруднюючі метали з низькою температурою плавлення. Основними джерелами цих забруднювачів є позначки маркерів, фарби, що вказують температуру, жир і рідини, дим. Цей димовий газ повинен містити низький вміст сірки; наприклад: вміст сірки в природному та зрідженому нафтовому газі не перевищує 0,1%, вміст сірки в міському повітрі не перевищує 0,25 г/м3, а вміст сірки в паливі масло не перевищує 0.5% є кваліфікованим. Газове середовище нагрівальної печі має бути нейтральним або злегка відновним середовищем, і воно не може коливатися між окисленням і відновленням. Полум'я в печі не може безпосередньо впливати на сплав Hastelloy B-2. У той же час матеріал повинен бути нагрітий до необхідної температури з найшвидшою швидкістю нагрівання, що означає, що температура нагрівальної печі повинна бути спочатку підвищена до необхідної температури, а потім матеріал повинен бути поміщений в піч для нагрівання. .
2: Гаряча обробка: сплав Hastelloy B-2 може піддаватися гарячій обробці в діапазоні 900~1160 градусів, після обробки його слід загартувати водою. Щоб забезпечити найкращу стійкість до корозії, після гарячої обробки слід проводити відпал.
3: холодна обробка. Сплав Hastelloy B-2 для холодної обробки повинен бути оброблений твердим розчином. Оскільки вона має набагато вищу швидкість зміцнення, ніж аустенітна нержавіюча сталь, необхідно ретельно розглянути обладнання для формування. Якщо виконується процес холодного формування, необхідний міжстадійний відпал. Коли деформація холодної обробки перевищує 15%, необхідна обробка розчину перед використанням.
4: Термічна обробка: температуру термічної обробки твердого розчину слід контролювати між 1060~1080 градусами, після чого слід гартувати охолодженням водою або швидким охолодженням повітрям, коли товщина матеріалу перевищує 1,5 мм, щоб отримати найкращу стійкість до корозії. Під час будь-якої операції нагрівання необхідно вживати запобіжних заходів для очищення поверхні матеріалу. При термічній обробці матеріалів Hastelloy або деталей обладнання слід звернути увагу на наступні моменти: щоб запобігти деформації частин обладнання під час термічної обробки, слід використовувати армуючі кільця з нержавіючої сталі; слід суворо контролювати температуру завантаження печі, час нагріву та охолодження; перед завантаженням печі проводиться термічна обробка деталей. Проводиться попередня обробка для запобігання виникненню термічних тріщин; після термічної обробки термічно оброблені деталі становлять 100% PT; якщо термічні тріщини виникають під час процесу термічної обробки та потребують ремонту після полірування та усунення, необхідно використовувати спеціальний процес ремонтного зварювання.
5: Видалення накипу: оксиди на поверхні сплаву Hastelloy B-2 і плями біля зварних швів необхідно відполірувати за допомогою тонкого шліфувального круга. Оскільки сплав Hastelloy B-2 відносно чутливий до окисних середовищ, під час процесу травлення утворюватиметься більше газів, що містять азот.
6: Механічна обробка сплаву Hastelloy B-2 повинна проводитися в відпаленому стані, і має бути досягнуто чітке розуміння його зміцнення. Наприклад, порівняно зі стандартною аустенітною нержавіючою сталлю необхідно використовувати нижчу швидкість різання поверхні. Загартований шар повинен використовувати більшу кількість подачі та підтримувати інструмент у безперервному робочому стані.
7: Зварювальний метал і зона термічного впливу сплаву Hastelloy B-2 схильні до виділення фази, що призводить до виснаження Mo, яке схильне до міжкристалітної корозії. Тому процес зварювання сплаву Hastelloy B-2 має бути ретельно сформульований і суворо контрольований. . Загальний процес зварювання такий: зварювальний матеріал ERNi-Mo7; спосіб зварювання GTAW; температура проміжного шару контролюється не більше 120 градусів; діаметр зварювального дроту φ2,4, φ3,2; зварювальний струм 90~150A. При цьому перед зварюванням необхідно знезаразити і знежирити зварювальний дріт, борозенку зварюваних деталей і прилеглі частини. Теплопровідність сплаву Hastelloy B-2 набагато менша, ніж у сталі. Якщо вибрано одну V-подібну канавку, кут канавки має становити приблизно 70 градусів, і слід використовувати меншу потужність тепла. Термообробка після зварювання може усунути залишкову напругу та підвищити стійкість до корозійного розтріскування під напругою.
