Översikt över Hastelloy B -serien legeringar
Hastelloy B-serie legeringar är en viktig gren av hastelloy korrosionsbeständiga legeringar. De tillhör nickel-molybden-legeringar och är metallmaterial som är resistenta mot korrosion genom starka reducerande syror (såsom saltsyra). Utvecklingshistorien, kemisk sammansättning, mekaniska egenskaper, termisk stabilitet, korrosionsbeständighet och appliceringsfält för Hastelloy B -serie legeringar beskrivs.
At present, nickel-molybdenum alloys have developed from the first generation Hastelloy B to the second generation Hastelloy B. Hastelloy B-2 to the third generation Hastelloy B-3, Nimofer6629-alloy B-4, Nimofer6224-alloy B -10. Den tredje generationens legering har fördelarna med korrosionsbeständighet, termisk stabilitet, bearbetning och bildning av svetsbarhet. Den tredje generationens legering är överlägsen sina föregångare i många aspekter såsom korrosionsbeständighet, termisk stabilitet, bearbetning och formning och svetsning. På grund av den otillräckliga behandlingsprestanda för Hastelloy B -2 har den gradvis dragit sig tillbaka från marknaden.
Hastelloy B-serie legeringar har en ansiktscentrerad kubisk gitterstruktur; Först när dess organisation är tillräckligt ren och har rätt kristallstruktur kan den få den bästa korrosionsbeständigheten. Eftersom tidiga Hastelloy -legeringar, såsom Hastelloy B och Hastelloy C, måste vara helt glödgade (dvs. lösningsbehandling) efter svetsning. Annars kommer korrosionsbeständigheten för den värmepåverkade zonen i svetsen att reduceras kraftigt, och svetsning är en nödvändig process för produktion av de flesta behållare, så de tidiga hastelloy-legeringarna kommer gradvis att förbättras eller elimineras. Baserat på metallurgiska framsteg (såsom tillämpning av Argon syre -avkolning som remelerar raffineringsteknologi), är fokus för förbättringen av Hastelloy B -serien legeringar att kontrollera kol och kisel på en mycket låg nivå, förbättra prestandan för svetszonen och se till att svetszonen har samma korrosionsmotstånd som underlaget. På detta sätt har nickel-molybden-legeringar verkat successivt, såsom hastelloy b -2, hastelloy b -3 och nimofer 6629- Alloyb -4. Hastelloy B -2 legering löser problemet med minskad prestanda i svetszonen i viss utsträckning; Hastelloy B -3 löser problemet med enkel utfällning av Hastelloy B -2. Hastelloy B -3 löser nackdelen med Hastelloy B -2 Den härdningsfasen är lätt att fälla ut och förbättrar den kalla och heta bearbetningsresultatet kraftigt. Tabell 1 visar jämförelsen av kommersiella betyg och standardbetyg (koder).
1. Nickel-molybdenlegering
1.1 Hastelloy B -legering
Hastelloy B deformerad legering (UNS nr. N10001, nominell komposition ni -28 Mo -5 Fe -0. 3V, patenterad i 1929), som gick in på marknaden på 1940-talet, är den tidigaste solida lösningen som stärks Nickel-Molybdenum för att komma in på marknaden. På grund av det höga molybdeninnehållet har det hög styrka och hög korrosionsbeständighet och är särskilt lämplig för att hantera starka reducerande syror. Det huvudsakliga problemet med Hastelloy B -legering är att den värmepåverkade zonen (HAZ) efter svetsning alltid fälls ut av andra fasen utfällningar; Sådana utfällningar minskar kraftigt korrosionsmotståndet för den svetsade strukturen. Därför är Hastelloy B inte lämplig för direkt användning i eftervetsstillståndet, eftersom den intergranulära korrosionsförmågan hos mediet endast kan användas i det fasta lösningstillståndet.
Den fasta lösningstemperaturen är hög och processen är komplicerad, vilket är svårt att uppnå för vissa delar och utrustning, så användningen av Hastelloy B är begränsad. Därför används Hastelloy B inte längre för svetsning, inte längre används som en korrosionsbeständig legering och klassificeras som en värmebeständig legering.
I tidiga höga temperaturapplikationer, även om Hastelloy B har egenskaperna för hög avkastningsstyrka och låg värmeutvidgningskoefficient vid höga temperaturer (upp till 1095 grader), är det begränsat att använda vid lägre temperaturer (650 grader) på grund av dess dåliga oxidationsresistens. Det används främst i gamla ångturbiner och raketmotorer. Det har nu ersatts av den åldershärdande högtemperaturlegeringen Haynes242TM. I tidiga kemiska korrosionsresistenta tillämpningar var Hastelloy B -legering strikt begränsad till att minska syrorna på grund av bristen på krom.
1.2 Hastelloy B -2 legering
På 1970 -talet, för att förbättra den intergranulära korrosionskänsligheten hos Hastelloy B -legering, utvecklades den andra generationen av Hastelloy B -2 (nedan kallad B -2) legering genom att minska kol-, kisel- och järninnehållet. Att minska kol- och kiselinnehållet kan avsevärt minska nederbördshastigheten och mängden molybdenkarbid och nickel-molybden intermetalliska föreningar utfällda i svets- och värmepåverkad zon, vilket är mycket att minska den sensitiviteten till intergranulär korrosion, så att det har mycket god korrosionsmotstånd även i den vika med att minska den mässiga lösningen till att också vara en most för att också vara lämplig för att vara en del av den mest tillämpningsområdena för att vara en del av den mest tillämpningsområdena för att vara en del av den mest användningsområdet för att vara en del av den mest användningsområdet för att vara en del av den mest användningsområdet för att vara en del av den mest användningsområdet för att vara en del av den mest användningsområdet för att vara en del av den mest användningsområdet för att vara en del av den mest användningsområdet för att vara en del av den mest användningsområdet.
Även om B -2 -legeringssvetsade kärl inte kräver värmebehandling efter svets under vissa medieförhållanden, löser detta faktum inte problemet eftersom andra operationer och vissa situationer kräver lösningsbehandling, vilket är nödvändigt och fördelaktigt; De relevanta faktorerna är följande.
(1) B -2 legering måste behandlas efter varmt arbete.
(2) Lösningsbehandling krävs ofta efter kallformning för att återställa plasticitet och minska hårdheten. Fältupplevelse visar att om den kalla deformationen är mindre än cirka 7% av den yttre fiberförlängningen krävs i allmänhet inte glödgning.
(3) Lösningsbehandling av kallformade material kan minska möjligheten till värmepåverkad zon (HAZ) -förbringning orsakad av svetsning av termiska cykler.
(4) Lösningsbehandling kan minska restspänningen; Återstående stress är en viktig faktor i bildningen av stresskorrosionsprickor (SCC). Även om stresskorrosionsprickor vanligtvis inte är ett problem för B -2 -legering, har erfarenheten visat att närvaron av betydande kall deformation i vissa miljöer ökar känsligheten för stresskorrosion. På liknande sätt har fältupplevelse visat att deformation av lösningsbehandlade delar större än cirka 7% av den yttre fiberförlängningen kommer att minska SCC-känsligheten.
(5) Lösningsbehandling kan förbättra korrosionsbeständigheten för svetsfusionszonen och värmepåverkad zon.
Även om B -2 legering har god termisk stabilitet och inte är lika bra som Hastelloy B-legering vid tillverkning, är B -2 legering en ren binär legering nära Ni-Mo. Om den stannar i den medelstora temperatursensibiliseringszonen för 538-870 -graden under en kort tid, kommer Ni4MO (-fas) intermetalliska föreningar också att fällas ut snabbt, vilket orsakar legeringens duktilitet att tappa kraftigt, vilket gör det mycket svårt att bearbeta och form. 4MO-fasen kan orsaka sprickbildning under varmt arbete (smidning, varm rullning), sprickbildning under lösningsbehandling, stresskorrosionsprickor och förbrännande i den värmepåverkade svetsningszonen, vilket gör B -2 legering har medeltemperatur spröd egenskaper. Därför har B -2 legering bättre termisk stabilitet än Hastelloy B -3 legeringsersättningar.
1.3 Hastelloy B -3 legering
Hastelloy B -3 (nedan kallad B -3) legering är en tredje generationens nickel-molybden-legering som lanserades på marknaden på 1990-talet och patenterade 2003. Det är den enda allmänt använda nickel-molybden-legeringen på marknaden.
Den största fördelen med B -3 legering över B -2 legering är att den kan upprätthålla god duktilitet även efter kort exponering för medeltemperatur. Although short exposure to medium temperature is often encountered in manufacturing-related heat treatment processes, and even very short exposure to temperatures such as 700 degree can cause severe embrittlement of B-2 alloy, B-3 alloy will not embrittle for a period of time up to several hours, showing significant resistance to such embrittlement, which greatly promotes the ability of the alloy to be processed into complex parts (such as head formning). Detta beror på den speciella optimeringen av B -3 -legeringskompositionen, som bromsar nederbördsreaktionen i medeltemperaturzonen (600-800 examen) för att bilda ni3mo (fas) intermetallisk fas, förbättring av nackdelen med B -2 att det är lätt att fälla Ni4mo (– – - FÖRBÄTTNING Genom att gå igenom medellång. Den termiska stabiliteten för B -3 -legering i medium temperaturzonen är mycket bättre än B -2 -legeringen, vilket förbättrar den heta bearbetningsprestanda och har bättre formning och svetsningsegenskaper.
De enhetliga korrosionsegenskaperna för B -3 legering är desamma som B -2. B -3 -legering har förbättrat motståndet mot grop, stresskorrosion, knivkorrosion och svetsvärmeffekterad zonkorrosionsprickor jämfört med B -2. Liksom med B -2 -legering rekommenderas inte B -3 för användning i syror med järn- eller kopparsalter, eftersom det kan leda till snabb korrosionsfel hos legeringen.
När saltsyra kommer i kontakt med järn och koppar reagerar den kemiskt med dem för att bilda järn- och divalent kopparsalter.
Eftersom B -3 -legering är mindre benägna att fälla ut skadliga intermetalliska faser vid måttliga temperaturer, resulterar denna förbättrade termiska stabilitet i större duktilitet än B -2 legering under alla typer av termiska cykler, vilket minimerar problemen i B -2 -legeringsutrustning. Därför är B -3 legering lämplig för alla applikationer som tidigare krävde användning av B -2 -legering och kan användas direkt i det svetsade tillståndet.
