Επισκόπηση των κραμάτων σειράς Hastelloy C
Το κράμα Ni-CR-MO είναι ένα κράμα σειράς Hastelloy C, κυρίως ένα κράμα με βάση το νικέλιο. Αυτός ο τύπος κράματος περιλαμβάνει επίσης το IncoLEL 625, το IncoLEL 686, το VDM59 κλπ. Η ανάπτυξη, οι ιδιότητες υλικών, οι ιδιότητες διάβρωσης, η συγκόλληση υλικού θερμής επεξεργασίας κλπ. Των κραμάτων σειράς Hastelloy C εισάγονται σύντομα.
1. Επισκόπηση κράματος
Τα κράματα Hastelloy χωρίζονται σε κράματα ανθεκτικά στη διάβρωση και κράματα ανθεκτικά στη θερμότητα. Τα κράματα ανθεκτικά στη διάβρωση χωρίζονται σε τρεις μεγάλες σειρές, δηλαδή B, C, και G. Hastelloy B Series Alloys, B -2, b -3; Hastelloy C Series Alloys: C, C -276, C -4, c -22, c -2000; Hastelloy G Series Alloys: G, G -3, G -30, G -50, κλπ. Τα κράματα Hastelloy είναι ανθεκτικά σε διάβρωση κράματα και το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο είναι το κράμα C.
Στη δεκαετία του 1920, το πρώτο κράμα C ήταν ο Hastelloy C. Κατά το δεύτερο μισό του 20ου αιώνα, τα κράματα που ανθεκτικά στη διάβρωση έχουν σημειώσει μεγάλη πρόοδο. Στη δεκαετία του 1960, υπήρχε C -276, στη δεκαετία του 1970, υπήρχε C -4, στη δεκαετία του 1980, υπήρχαν C -22, και στη δεκαετία του 1990, υπήρχαν κράματα 59, 686, C {12}} κ.λπ.
Σήμερα, οι εταιρείες που παράγουν τα κράματα της σειράς Hastelloy C είναι διεθνώς είναι κυρίως η Haynes International, Inc. στις Ηνωμένες Πολιτείες (Haynes International, η εταιρεία έρευνας και αναπτυξιακής εταιρείας Hastelloy C Series) και η Special Metals Corporation (Germany High Neperaly Corporation) στη Γερμανία και την Thyssenkrupp VDM (Thysssenkrupp VDM) στη Γερμανία. Η σύγκριση των εμπορικών βαθμών των κραμάτων σειράς C που παράγονται από διαφορετικές εταιρείες παρουσιάζεται στον Πίνακα 1.
1.1 Hastelloy C
Το Hastelloy C σχηματίζεται με την προσθήκη στοιχείων CR και W στο κράμα Hastelloy B. Είναι η συμβατότητα και η βελτιστοποίηση του κράματος NI-CR και του κράματος Ni-Mo. Έχει καλή αντοχή στη διάβρωση και αντοχή στη διάβρωση σε οξείδωση και μείωση των μέσων. Τοπική διάβρωση, αντίσταση στη διάβρωση της διάβρωσης του χλωριούχου στρες και τη διάβρωση του θαλασσινού νερού.
Ο Hastelloy C και ο Hastelloy B έχουν επίσης κάποια σοβαρά μειονεκτήματα. Στα σκληρά οξειδωτικά μέσα, η περιεκτικότητα σε χρώμιο αυτού του κράματος δεν αρκεί για να διατηρηθεί παθητικοποιημένη και παρουσιάζει υψηλό ομοιόμορφο ρυθμό διάβρωσης, γεγονός που αποτελεί μεγαλύτερο εμπόδιο στην εφαρμογή της ζώνης που επηρεάζεται από τη συγκόλληση σε πολλά οξειδωτικά, χαμηλά ρΗ, αλογονιδιακά περιβάλλοντα. Είναι πολύ ευαίσθητο στη διάβρωση. Πολλές περιπτώσεις απαιτούν ότι τα δοχεία κατασκευασμένα από κράμα Hastelloy C πρέπει να αντιμετωπίζονται λύσεις μετά τη συγκόλληση για την εξάλειψη του διαχωρισμού στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα, η οποία περιορίζει σοβαρά την εφαρμογή αυτού του κράματος. Επιπλέον, η διαδικασία επεξεργασίας διαλύματος θα μειώσει σημαντικά την πλαστικότητα και την αντίδραση αντίκτυπου του κράματος Hastelloy C. Το Hastelloy C έχει εξαλειφθεί εκτός από τη χρήση ορισμένων υλικών χύτευσης.
1.2 Hastelloy C -276
Στο Hastelloy C -276 Το μεγαλύτερο εμπόδιο για την ανάπτυξη του κράματος C πριν εμφανιστεί ήταν η ανάγκη για θεραπεία μετά τη συγκόλληση και η συγκόλληση είναι μια απαραίτητη διαδικασία για την κατασκευή του περισσότερου εξοπλισμού. Η συγκόλληση μειώνει σημαντικά την αντίσταση στη διάβρωση της ζώνης συγκόλλησης και της θερμότητας και ο Hastelloy C -276 παρέχει μια λύση σε αυτό το πρόβλημα. Λόγω της εξαιρετικά χαμηλής περιεκτικότητας σε C και Si, η αντίσταση στη διάβρωση της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα συγκόλλησης είναι σχεδόν η ίδια με αυτή του γονικού υλικού. Το C -276 εισήχθη το 1965 και γρήγορα έγινε ένα από τα κορυφαία προϊόντα του Haynes. Σε πολλά διαβρωτικά περιβάλλοντα, η αντίσταση στη διάβρωση των κραμάτων C και C -276 είναι παρόμοια. Το κράμα C -276 δεν διαθέτει συνεχή διαχωρισμό ορίων κόκκων στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα της συγκόλλησης, οπότε δεν θα προκαλέσει σοβαρή διάβρωση.
Το C -276 μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην κατάσταση συγκολλημένης, αλλά ακόμη και χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και χαμηλής ακτινοβολίας C -276 είναι ευαίσθητο στη διαμεσολαβητική διάβρωση υπό ορισμένες συνθήκες διεργασίας. Το C -276 δεν διαθέτει επαρκή θερμική σταθερότητα μετά από μακροχρόνια γήρανση στην περιοχή θερμοκρασίας 650-1090 βαθμό και θα κατακρημνίσει επίσης καρβίδια στα όρια των κόκκων ή παράγει διαμεταλλική ένωση φάσης μ (τύπου CO2MO6), η οποία μειώνει την διασταλτική αντοχή στη διάβρωση. Για να ξεπεραστεί αυτή η ευαισθησία, αναπτύχθηκε στη δεκαετία του 1970 Hastelloy C -4 με καλύτερη σταθερότητα υψηλής θερμοκρασίας.
1.3 Hastelloy C -4
Το Hastelloy C -4 έχει αξιοσημείωτη σταθερότητα υψηλής θερμοκρασίας όταν τοποθετείται σε 650-1, 040 βαθμούς μετά τη μακροχρόνια γήρανση, δείχνοντας καλή ολκιμότητα και αντίσταση στη διαστρέβλωση. Ο σχηματισμός των οριακών αποθέσεων κόκκων μπορεί να αντισταθεί στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα της συγκόλλησης.
Στο κράμα C -4, εκτός από τη σημαντική μείωση του περιεχομένου C και SI, οι κύριες αλλαγές είναι η απομάκρυνση του βολφραμίου από τη βασική χημική σύνθεση και η μείωση των προσθηκών σιδήρου-τιτανίου. Αυτή η ρύθμιση της σύνθεσης βελτιώνει σημαντικά τη θερμική σταθερότητα και εξαλείφει την καθίζηση των διαμεταλλικών ενώσεων και του οριακού διαχωρισμού των κόκκων στο κράμα. Τα κράματα C -276 και C -4 έχουν βασικά την ίδια συνολική αντίσταση στη διάβρωση σε πολλά διαβρωτικά περιβάλλοντα, με κράμα C -276 που εκτελεί ελαφρώς καλύτερα σε ισχυρά μειωτικά μέσα όπως υδροχλωρικό οξύ, ενώ το κράμα C {5} έχει εξαιρετική διόρθωση σε υψηλή αντοχή σε υψηλή άποψη.
Σε περιβάλλοντα υψηλής οξειδωτικής, C -4 και C -276, τα οποία περιέχουν μόνο 16% χρωμίου, δεν μπορούν να παρέχουν αποτελεσματική αντοχή στη διάβρωση και η ανάπτυξη άλλων κραμάτων όπως το C -22 και το VDM59 έχουν ξεπεράσει αυτό το απόιον.
1.4 Hastelloy C -22
Το Alloy C -22 εισήχθη το 1982 όταν το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας που καταχωρήθηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες για το Alloy C -276 έληξε. Τα κράματα C -276 και C -4 έβγαλαν ταχέως σε οξειδωτικά μη αλογονωμένα διαλύματα επειδή είχαν τη χαμηλότερη περιεκτικότητα σε χρωμίου των κραμάτων C. Τα οξειδωτικά περιβάλλοντα απαιτούν υψηλό κράμα χρώματος με βελτιστοποιημένη ισορροπία Cr, Mo και W, με αποτέλεσμα ένα κράμα με υψηλή αντοχή στη διάβρωση και καλή θερμική σταθερότητα. Αυτή η κατευθυντήρια αρχή οδήγησε στη δημιουργία του Hastelloy C -22, ενός κράματος του οποίου το χρωμίου, το μολυβδαίνιο και τα περιεχόμενα βολφραμίου προσαρμόστηκαν προσεκτικά για να επιτευχθούν τα σημερινά επίπεδα αντοχής στην οξειδωτική διάβρωση οξέος ενώ ανταποκρίνονται στην ανάγκη για σταθερότητα υψηλής θερμοκρασίας. Παρόλο που η αντοχή στη διάβρωση του κράματος σε περιβάλλοντα υψηλής οξειδωτικής είναι ανώτερη από εκείνη των κραμάτων C -276 και C -4, δεν εκτελεί όπως και τα κράματα c -276 και 59 σε έντονα μειωτικά περιβάλλοντα και σοβαρές συνθήκες διάσπασης της σχισμής, Το κράμα C -22 χρησιμοποιείται συχνά στο διαβρωτικό περιβάλλον των συστημάτων αποκοπής καυσαερίων και σύνθετων φαρμακευτικών αντιδραστήρων.
