Besondere Materialeigenschaften und Einführung der Hastelloy-Legierung
Hastelloy-Legierung
I. Einleitung
Hastelloy ist eine Art Nickelbasislegierung. Es ist derzeit in drei Serien unterteilt: B, C und G. Es wird hauptsächlich bei starker Korrosion verwendet, die nicht in Cr-Ni- oder Cr-Ni-Mo-Edelstahl auf Eisenbasis, nichtmetallischen Materialien usw. verwendet werden kann ist in der Erdölindustrie, der chemischen Industrie, dem Umweltschutz und vielen anderen Bereichen im Ausland weit verbreitet. Die Güteklassen und typischen Einsatzsituationen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Um die Korrosionsbeständigkeit sowie die Kalt- und Warmumformeigenschaften von Hastelloy zu verbessern, hat Hastelloy drei wesentliche Verbesserungen vorgenommen. Der Entwicklungsprozess ist wie folgt:
B-Reihe: B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
C-Reihe: C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)
G-Reihe: G → G-3 (00Cr22Ni48Mo7Cu) → G-30 (00Cr30Ni48Mo7Cu)
Die derzeit am häufigsten verwendeten Materialien sind N10665 (B-2), N10276 (C-276), N06022 (C-22), N06455 (C-4) und N06985 ( G-3). Die Materialien der dritten Generation N10675 (B-3), N10629 (B-4) und N06059 (C-59) befinden sich in der Promotion-Phase. Aufgrund der Weiterentwicklung der metallurgischen Technologie sind in den letzten Jahren mehrere Marken von sogenanntem „Super-Edelstahl“ mit einem Mo-Gehalt von ca. 6 % auf den Markt gekommen, die die Legierungen der G-Serie ersetzt haben, was zu einem raschen Rückgang der Produktion und Verwendung von Legierungen der G-Serie geführt hat.
2. Typische chemische Zusammensetzung einer Hastelloy-Legierung
3. Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften von Hastelloy sind sehr herausragend. Es zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Zähigkeit aus und ist daher schwer zu bearbeiten. Darüber hinaus ist die Neigung zur Kaltverfestigung extrem stark. Wenn die Verformungsrate 15 % erreicht, ist sie etwa 18-8 doppelt so hoch wie bei rostfreiem Stahl. Hastelloy verfügt auch über eine Sensibilisierungszone bei mittlerer Temperatur, und seine Sensibilisierungstendenz nimmt mit zunehmender Verformungsgeschwindigkeit zu. Bei hohen Temperaturen nimmt Hastelloy leicht schädliche Elemente auf, wodurch seine mechanischen Eigenschaften und seine Korrosionsbeständigkeit abnehmen.
4. Häufig verwendete Hastelloy-Legierungen
1: Hastelloy B-2-Legierung (Hastelloy B-2-Legierung)
1. Korrosionsbeständigkeit
Die Hastelloy B-2-Legierung ist eine Ni-Mo-Legierung mit extrem niedrigem Kohlenstoff- und Siliziumgehalt. Es reduziert die Ausfällung von Karbiden und anderen Phasen in der Schweiß- und Wärmeeinflusszone und sorgt so auch unter Schweißbedingungen für eine gute Korrosionsbeständigkeit. Wie wir alle wissen, weist die Legierung Hastelloy B-2 eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen reduzierenden Medien auf und kann Korrosion bei jeder Temperatur und Konzentration von Salzsäure unter Normaldruck standhalten. Es weist eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in unbelüfteter, nicht oxidierender Schwefelsäure mittlerer Konzentration, verschiedenen Konzentrationen von Phosphorsäure, Hochtemperatur-Essigsäure, Ameisensäure und anderen organischen Säuren, Bromsäure und Chlorwasserstoffgasen auf. Gleichzeitig ist es auch beständig gegen Korrosion durch Halogenkatalysatoren. Daher wird die Hastelloy B-2-Legierung normalerweise in einer Vielzahl von rauen Erdöl- und chemischen Prozessen verwendet, wie z. B. der Destillation und Konzentration von Salzsäure; die Alkylierung von Ethylbenzol und die Niederdruck-Oxosynthese von Essigsäure sowie andere Produktionsprozesse. Allerdings wird es seit vielen Jahren in der industriellen Anwendung der Hastelloy B-2-Legierung gefunden:
(1) Die Hastelloy B-2-Legierung weist zwei Sensibilisierungszonen auf, die einen erheblichen Einfluss auf die interkristalline Korrosionsbeständigkeit haben: eine Hochtemperaturzone von 1200–1300 Grad und eine Mitteltemperaturzone von 550–900 Grad;
(2) Aufgrund der Dendritensegregation im Schweißgut und in der Wärmeeinflusszone der Hastelloy B-2-Legierung scheiden sich intermetallische Phasen und Karbide entlang der Korngrenzen aus, wodurch sie empfindlicher gegenüber interkristalliner Korrosion werden.
(3) Die Legierung Hastelloy B-2 weist eine schlechte thermische Stabilität bei mittleren Temperaturen auf. Wenn der Eisengehalt in der Hastelloy B-2-Legierung unter 2 % fällt, reagiert die Legierung empfindlich auf die Umwandlung der Beta-Phase (dh der Ni4Mo-Phase, einer geordneten intermetallischen Verbindung). Wenn die Legierung etwas länger im Temperaturbereich von 650–750 Grad bleibt, wird die Phase sofort erzeugt. Das Vorhandensein einer Phase verringert die Zähigkeit der Hastelloy B-2-Legierung, wodurch sie anfällig für Spannungskorrosion wird und sogar dazu führt, dass die Hastelloy B-2-Legierung während der Rohmaterialproduktion (z. B. beim Warmwalzen) beschädigt wird Geräteherstellungsprozess (z. B. Gesamtwärmebehandlung von Geräten aus Hastelloy B-2-Legierung nach dem Schweißen) und Risse von Geräten aus Hastelloy B-2-Legierung in der Betriebsumgebung. Heutzutage ist die von meinem Land und anderen Ländern auf der ganzen Welt festgelegte Standardtestmethode für die interkristalline Korrosionsbeständigkeit der Hastelloy B-2-Legierung die Methode mit normaldruckkochender Salzsäure, und die Bewertungsmethode ist die Gewichtsverlustmethode. Da es sich bei der Legierung Hastelloy B-2 um eine Legierung handelt, die gegen Korrosion durch Salzsäure beständig ist, ist die Methode der unter Normaldruck siedenden Salzsäure recht unempfindlich, um die interkristalline Korrosionstendenz der Legierung Hastelloy B-2 zu testen. Inländische wissenschaftliche Forschungseinrichtungen verwendeten die Hochtemperatur-Salzsäuremethode zur Untersuchung der Hastelloy B-2-Legierung und stellten fest, dass die Korrosionsbeständigkeit der Hastelloy B-2-Legierung nicht nur von ihrer chemischen Zusammensetzung, sondern auch von ihrer thermischen Zusammensetzung abhängt Verarbeitungskontrollprozess. Wenn der thermische Verarbeitungsprozess nicht ordnungsgemäß gesteuert wird, wachsen nicht nur die Körner der Hastelloy B-2-Legierung, sondern es scheidet sich auch die Phase mit hohem Mo-σ-Gehalt zwischen den Körnern aus. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Beständigkeit der Hastelloy B-2-Legierung gegenüber interkristalliner Korrosion deutlich ab. Im Hochtemperatur-Salzsäuretest unterschied sich die Korngrenzenätztiefe der grobkörnigen Platte und der normalen Platte um etwa das Doppelte.
