1: Kas īsti ir UNS N06455 (Hastelloy® C-4), un kādas metalurģijas problēmas risināšanai tas tika īpaši izstrādāts?
UNS N06455, plaši pazīstams kā Hastelloy® C-4, ir zema-oglekļa austenīta niķeļa-hroma-molibdēna sakausējums (Ni-Cr-Mo), kas izceļas ar izcilu metalurģisko stabilitāti. Tam ir vācu apzīmējums W.Nr. 2.4610 un ķīniešu marka NS335/NS3305.
Šis sakausējums tika izstrādāts 1970. gados kā tieša tā priekšgājēja Hastelloy® C-276 evolūcija. Lai gan C-276 piedāvāja izcilu izturību pret koroziju, tai bija kritiska ievainojamība: kad tā tika pakļauta metināšanas vai termiskās apstrādes karstumam, tā karstuma -ietekmētā zona (HAZ) bija jutīga pret sensibilizāciju — kaitīgu starpmetālu fāžu nogulsnēšanos pie graudu robežām. Šie nokrišņi noplicināja kritisko sakausējuma elementu matricu un radīja zonas, kuras bija jutīgas pret naža līnijas uzbrukumu un starpkristālu koroziju.
UNS N06455 atrisināja šo problēmu, izmantojot trīs stratēģiskas sastāva izmaiņas:
Krasi samazināts ogleklis un silīcijs (C ≤0,015%, Si ≤0,08%), lai samazinātu karbīda nokrišņus
Volframa izvadīšana (0% pret C-276 3-4,5%)
Stingra dzelzs kontrole (≤3,0%) un titāna (≤0,70%) pievienošana kā stabilizējošais elements
Rezultāts ir sakausējums, kas paliek vienfāzes -bez nokrišņiem- pat pēc ilgstošas iedarbības 650-1040°C temperatūras diapazonā-kritiskajā sensibilizācijas zonā. Haynes International, sakausējuma izstrādātājs, skaidri norāda, ka C-4 ir "(mikrostrukturāli) stabilākais" no plaši izmantotajiem Ni-Cr-Mo materiāliem, un to var metināt "nebaidoties no sensibilizācijas". Šī stabilitāte novērš prasību pēc metināšanas termiskās apstrādes (PWHT) lielākajā daļā ražoto iekārtu, kas ir būtiska ražošanas priekšrocība.
2: Kāds ASTM standarts kontrolē UNS N06455 plāksni, un kādas ir obligātas mehānisko īpašību prasības?
UNS N06455 plāksni, loksni un sloksni reglamentē tikai ASTM B575/ASME SB-575 ar nosaukumu "Standarta specifikācija zema-oglekļa niķeļa-hroma-molibdēna un zema-oglekļa niķeļa, hroma un hroma niķeļa-plāksnītei". Šī ir galīgā iepirkuma specifikācija. (Piezīme: daži piegādātāji nepareizi atsaucas uz ASTM B333 C-4 plāksnei; B333 ir raksturīgs niķeļa-molibdēna sakausējumiem, piemēram, UNS N10675, un šeit tas neattiecas).
ASTM B575 noteiktās minimālās īpašības (atlaidināts stāvoklis):
| Īpašums | Prasība | Tipiskas vērtības |
|---|---|---|
| Stiepes izturība (Rm) | ≥ 690 MPa (100 ksi) | 700-758 MPa |
| Ražas stiprums (Rp0,2) | ≥ 276 MPa (40 ksi) | 280-305 MPa |
| Pagarinājums (A5) | ≥ 40% | 40-42% |
Dati apkopoti no
Svarīgas piezīmes par iepirkumu:
Termiskā apstrāde: plāksne jāpiegādā šķīdumā atkausētā stāvoklī. Standarta apstrāde ir karsēšana līdz 1065-1080°C (1950°F), kam seko ātra dzēšana (rūdīšana ar ūdeni). Gaisa dzesēšana ir nepieņemama, jo tā var izraisīt sekundārās fāzes nokrišņus.
Virsmas stāvoklis: plāksne parasti ir karsti{0}}velmēta, atkvēlināta un atkaļķota (marinēta vai apstrādāta ar strūklu). Auksti -velmētas loksnes var piegādāt ar #2B vai spilgti atlaidinātu apdari.
Izmēru pielaides: saskaņā ar ASTM B575, ieskaitot īpašas prasības plakanumam, taisnumam un malu stāvoklim.
Pircējiem ir jāpārbauda, vai dzirnavu pārbaudes sertifikātā (MTC) ir skaidri norādīts ASTM B575 un tas nodrošina pilnīgu siltuma numura izsekojamību.
3. Kā UNS N06455 ir salīdzināms ar tā priekšgājēju C-276, un kad precizētājam vajadzētu izvēlēties C-4, nevis C-276?
UNS N06455 (C-4) un UNS N10276 (C-276) ir Ni-Cr-Mo sakausējumi ar gandrīz līdzīgu izturību pret koroziju, taču tie ir optimizēti dažādiem ekspluatācijas apstākļiem. Izvēle nav saistīta ar pārākumu, bet gan par piemērotību lietojumprogrammai.
Galvenās metalurģijas un veiktspējas atšķirības:
| Funkcija | UNS N06455 (C-4) | UNS N10276 (C-276) |
|---|---|---|
| Galveno sakausējuma piedevas | Cr, Mo, Ti (stabilizators) | Cr, Mo, W, V |
| Volframs (W) | Nav (0%) | 3.0-4.5% |
| Dzelzs (Fe) | ≤ 3,0% | 4.0-7.0% |
| Ogleklis (C) | ≤ 0,015% | ≤ 0,010% (līdzīgi zems) |
| Termiskā stabilitāte | Superior – iztur sensibilizāciju līdz pat 1040°C | Labs, bet mazāk stabils nekā C-4 |
| Izturība pret reducējošām skābēm | Lieliski | Nedaudz izcils (W pievienošana palīdz) |
| Izturība pret oksidējošām skābēm | Lieliski | Lieliski |
| Metināmība | Izņēmuma; praktiski imūna pret HAZ uzbrukumu | Lieliski, bet prasa rūpīgāku aprūpi |
Atlases vadlīnijas:
Izvēlieties UNS N06455 (C-4), ja:
Izgatavotajai detaļai ir nepieciešama plaša metināšana vai daudzkārtu metināšana
Apkalpošanas vai ražošanas laikā iekārta darbosies 650-1040°C diapazonā
Nepieciešama maksimāla pārliecība pret starpkristālu koroziju
Vide ietver hlorīdus, mitru hloru vai sērskābi
Pēc-metināšanas šuvju termiskā apstrāde ir nepraktiska vai dārga-
Izvēlieties C-276, ja:
Vide satur spēcīgas reducējošas skābes, kur volframs sniedz izteiktu labumu
Lietojumprogramma ir saistīta ar dūmgāzu atsērošanas skruberi un izplūdes kanāliem (C-276 ir ilgāka pieredze šeit)
Specifikāciju nosaka mantotās klienta vai inženiertehniskās prasības
Viens piegādātājs nepārprotami atzīmē, ka C-4 ir "praktiski tāda pati izturība pret koroziju kā Hastelloy C-276 sakausējumam" lielākajā daļā ķīmisko procesu vidi. Primārais diferenciators ir C-4 augstākā termiskā stabilitāte, kas ne vienmēr ir augstāks bāzes līnijas korozijas līmenis.
4: Kādas ir īpašās ražošanas prasības UNS N06455 plāksnes metināšanai un termiskai apstrādei?
UNS N06455 ir izstrādāts, lai atvieglotu izgatavošanu, taču ir jāievēro īpaši protokoli, lai saglabātu tā pretkorozijas īpašības.
Metināšanas prasības:
Procesi: C-4 ir metināms ar visiem standarta procesiem, tostarp GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (stick) un plazmas loka metināšanu. Optimālai lodīšu kontrolei un siltuma pārvaldībai priekšroka tiek dota impulsa loka metināšanai.
Pildījuma metāls: atbilstošā pildviela ir ERNiCrMo-7 (AWS A5.14). Šis sastāvs atbilst parastā metāla zema oglekļa satura un titāna stabilizētajai ķīmijai.
Kritiskie metināšanas protokoli:
Virsmas sagatavošana ir obligāta: Metināšanas laukums un blakus esošais 25 mm (1 colla) ir jānoslīpē līdz gaišam, tīram metālam. Visas eļļas, smērvielas, krāsas, marķēšanas tintes un oksīdi ir jānoņem. Piesārņojums ar sēru, fosforu, svinu vai citiem metāliem ar zemu -kušanas temperatūru- izraisa katastrofālu trauslumu.
Interpass Temperatūra: Stingri kontrolēt starppass temperatūru; turēt zem 120°C (250°F) . Zema siltuma padeve samazina termiskos gradientus un atlikušo spriegumu.
Aizsarggāze: izmantojiet 100% argonu vai argona hēlija maisījumus. Kritiskiem lietojumiem, jo īpaši sakņu pārejām, ir nepieciešama 100% argona atbalsta gāze, lai novērstu oksidāciju (cukurošanu) apakšpusē.
Pēc-metināšanas termiskā apstrāde (PWHT): parasti NAV nepieciešama. Viena no C-4 galvenajām priekšrocībām ir tā, ka to var izmantot metinātā stāvoklī. PWHT ir norādīts tikai ļoti saspringtiem komponentiem vai gadījumos, kad to pieprasa kods.
Termiskā apstrāde (termiskā apstrāde un karstā formēšana):
Karstās formēšanas diapazons: 1080°C līdz 900°C (1975°F – 1650°F).
Kritiskie noteikumi:
Krāsns atmosfēra: sakausējums ir ļoti jutīgs pret sēra piesārņojumu. Kad vien iespējams, izmantojiet elektriskās krāsnis. Ja tiek izmantotas gāzes -kurināmas krāsnis, kurināmā ir stingri jākontrolē sēra saturs (dabasgāze<0.1% S; oil <0.5% S).
Tīrīšana: PIRMS karsēšanas noņemiet visas atlikušās smērvielas, marķējumus un netīrumus.
Pēc-veidošanas apstrāde: pēc karstās apstrādes materiāls ir atkārtoti-jāatlaidina šķīdumā un ātri jārūdina, lai atjaunotu optimālu izturību pret koroziju.
Aukstā formēšana: C-4 ir elastīgs un viegli auksti formējams. Tomēr tas strādā-sacietē. Smagas aukstās formēšanas gadījumā var būt nepieciešama starpposma atkausēšana.
5: Kādi ir UNS N06455 plāksnes galvenie rūpnieciskie pielietojumi, un kādas īpašas izturības pret koroziju priekšrocības nosaka tās izvēli?
UNS N06455 plāksne ir paredzēta smagām ķīmisko vielu lietošanas vidēm, kur nepieciešama gan vispārēja izturība pret koroziju, gan izturība pret lokalizētu uzbrukumu. Tās pielietojuma spektrs aptver vairākas smagās rūpniecības nozares.
Galvenās pielietošanas jomas un pamatojums:
| Rūpniecība | Īpašas lietojumprogrammas | Kāpēc C-4 ir atlasīts |
|---|---|---|
| Ķīmiskā apstrāde | Reaktori, siltummaiņi, cauruļvadu sistēmas, destilācijas kolonnas, etiķskābes ražošana, agroķīmiskā ražošana | Izturība pret sālsskābi, sērskābi, fosforskābi un skudrskābi; darbojas gan oksidējošos, gan reducējošos apstākļos |
| Piesārņojuma kontrole / Vide | Dūmgāzu desulfurizācijas (FGD) sistēmas, atkritumu sadedzināšanas iekārtas, skruberi | Izcila izturība pret hlorīdu{0}}bagātiem, skābiem kondensātiem |
| Farmācijas / smalkās ķīmiskās vielas | Augstas-tīrības pakāpes reakcijas tvertnes, uzglabāšanas tvertnes | Izturība pret koroziju novērš izstrādājumu metālisku piesārņojumu; stabilitāte novērš bažas par metināšanas sensibilizāciju |
| Celuloze un papīrs | Balināšanas sistēmas, bioreaktori | Izturība pret hlora un hlora dioksīda vidi |
| Titāna dioksīda ražošana | Hlorēšanas iekārtas | Lieliska veiktspēja hlora un hlorīda servisā (hlora{0}}sārmi) |
| Kodoldegvielas apstrāde | Pārstrādes iekārtas | Izturība pret slāpekļskābi un fluoru{0}}saturošām barotnēm |
| Kuģniecība / Nafta un gāze | Jūras ūdens sastāvdaļas, vārsti, kolektori | Izcila izturība pret hlorīda{0}}izraisīto punktveida veidojumu, plaisu koroziju un sprieguma korozijas plaisāšanu (SCC) |
Korozijas izturības profils:
Sakausējuma līdzsvarotais 14-18% hroms un 14-17% molibdēns nodrošina unikālu divējāda apdraudējuma spēju
:
Hroms nodrošina izturību pret oksidējošām vidēm (gāzētām skābēm, dzelzs/vara sāļiem, slāpekļskābi).
Molibdēns nodrošina izturību pret reducējošām vidēm (sālsskābi, atšķaidītu sērskābi) un nodrošina izcilu izturību pret halogenīdu{0}}izraisīto bedrīšu un plaisu uzbrukumu.
Īpašas veiktspējas priekšrocības:
Hlorīda spriedzes korozijas plaisāšana (SCC): atšķirībā no austenīta nerūsējošā tērauda (304/316), C-4 ir praktiski imūna pret hlorīda SCC.
Starpgranulu korozija: sakausējuma termiskā stabilitāte un titāna stabilizācija novērš jutīgumu pat tad, ja tas ir -metināts.
Lokalizēta korozija: augsts molibdēna saturs nodrošina pretestības pret punktēšanu ekvivalentu (PRE), kas ievērojami pārsniedz 300. sērijas nerūsējošajiem tēraudiem un daudziem konkurējošiem niķeļa sakausējumiem.
Ierobežojums: tāpat kā visi Ni-Cr-Mo sakausējumi, arī C-4 nav piemērots koncentrētai slāpekļskābei vai citām ļoti oksidējošām vidēm, kur var dot priekšroku nerūsējošajiem tēraudiem, piemēram, 310S, vai nerūsējošā tērauda markām ar augstu silīcija saturu.
