سبائك Hastelloy خصائص المواد الخاصة والمقدمة
سبائك هاستيلوي
I. مقدمة
Hastelloy هو نوع من السبائك القائمة على النيكل. وهي مقسمة حاليًا إلى ثلاث سلاسل: B وC وG. وهي تستخدم بشكل رئيسي للتآكل القوي الذي لا يمكن استخدامه في الفولاذ المقاوم للصدأ Cr-Ni أو Cr-Ni-Mo المعتمد على الحديد، والمواد غير المعدنية، وما إلى ذلك. تم استخدامه على نطاق واسع في صناعة البترول والصناعات الكيماوية وحماية البيئة والعديد من المجالات الأخرى في الخارج. يتم عرض درجاتها وحالات الاستخدام النموذجية في الجدول أدناه.
من أجل تحسين مقاومة التآكل وخصائص العمل الباردة والساخنة لـ Hastelloy، قامت Hastelloy بإجراء ثلاثة تحسينات رئيسية. عملية التطوير هي كما يلي:
السلسلة B: B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
السلسلة C: C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → ج-2000(00Cr20Mo16)
السلسلة G: G → G-3 (00Cr22Ni48Mo7Cu) → G-30 (00Cr30Ni48Mo7Cu)
المواد الأكثر استخدامًا في الوقت الحاضر هي N10665 (B-2)، N10276 (C-276)، N06022 (C-22)، N06455 (C-4) وN06985 ( ز-3). مواد الجيل الثالث N10675 (B-3)، N10629 (B-4)، وN06059 (C-59) في مرحلة الترويج. نظرًا لتقدم تكنولوجيا المعادن، ظهرت في السنوات الأخيرة علامات تجارية متعددة لما يسمى "الفولاذ المقاوم للصدأ الفائق" الذي يحتوي على 6% من Mo، لتحل محل سبائك السلسلة G، مما تسبب في انخفاض سريع في إنتاج واستخدام سبائك السلسلة G.
2. التركيب الكيميائي النموذجي لسبائك Hastelloy
3. الخواص الميكانيكية
الخواص الميكانيكية لـ Hastelloy رائعة جدًا. تتميز بخصائص القوة العالية والمتانة العالية، لذلك من الصعب تصنيعها. علاوة على ذلك، فإن ميلها إلى تصلب الإجهاد قوي للغاية. عندما يصل معدل التشوه إلى 15%، فهو حوالي 18-8 ضعف معدل التشوه في الفولاذ المقاوم للصدأ. يوجد في Hastelloy أيضًا منطقة حساسية متوسطة الحرارة، ويزداد ميلها للحساسية مع زيادة معدل التشوه. عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة، يمتص Hastelloy العناصر الضارة بسهولة، مما يؤدي إلى انخفاض خصائصه الميكانيكية ومقاومته للتآكل.
4. سبائك Hastelloy شائعة الاستخدام
1: سبيكة Hastelloy B-2 (سبيكة Hastelloy B-2)
1. مقاومة التآكل
سبيكة Hastelloy B-2 هي سبيكة Ni-Mo ذات محتوى منخفض للغاية من الكربون والسيليكون. إنه يقلل من ترسيب الكربيدات والأطوار الأخرى في منطقة اللحام والمتأثرة بالحرارة، وبالتالي يضمن أنه حتى في ظل ظروف اللحام يتمتع أيضًا بمقاومة جيدة للتآكل. كما نعلم جميعًا، تتمتع سبيكة Hastelloy B-2 بمقاومة ممتازة للتآكل في مختلف وسائط الاختزال ويمكنها مقاومة التآكل عند أي درجة حرارة وتركيز حمض الهيدروكلوريك تحت الضغط العادي. يتميز بمقاومة ممتازة للتآكل في حامض الكبريتيك غير المؤكسد متوسط التركيز غير الهوائي، وتركيزات مختلفة من حامض الفوسفوريك، وحمض الأسيتيك عالي الحرارة، وحمض الفورميك والأحماض العضوية الأخرى، وحمض البروميك وغازات كلوريد الهيدروجين. وفي الوقت نفسه، فهو أيضًا مقاوم للتآكل بواسطة محفزات الهالوجين. لذلك، يتم استخدام سبيكة Hastelloy B-2 عادة في مجموعة متنوعة من العمليات البترولية والكيميائية القاسية، مثل التقطير وتركيز حمض الهيدروكلوريك؛ ألكلة إيثيل بنزين وتخليق أوكسو منخفض الضغط لحمض الأسيتيك وعمليات الإنتاج الأخرى. ومع ذلك، فقد تم العثور عليه في التطبيق الصناعي لسبائك Hastelloy B-2 لسنوات عديدة:
(1) تحتوي سبيكة Hastelloy B-2 على منطقتي حساسية لهما تأثير كبير على مقاومة التآكل الحبيبي: منطقة درجة حرارة عالية تتراوح من 1200 إلى 1300 درجة ومنطقة درجة حرارة متوسطة تتراوح من 550 إلى 900 درجة؛
(2) بسبب فصل التشعبات في معدن اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة من سبيكة Hastelloy B-2، تترسب المراحل بين المعدنية والكربيدات على طول حدود الحبوب، مما يجعلها أكثر حساسية للتآكل بين الحبيبات؛
(3) تتميز سبيكة Hastelloy B-2 بثبات حراري ضعيف في درجات الحرارة المتوسطة. عندما ينخفض محتوى الحديد في سبيكة Hastelloy B-2 إلى أقل من 2%، تكون السبيكة حساسة لتحول طور بيتا (أي طور Ni4Mo، مركب بين فلزات مرتب). عندما تبقى السبيكة في نطاق درجة الحرارة من 650 إلى 750 درجة لفترة أطول قليلاً، يتم إنشاء الطور على الفور. يؤدي وجود الطور إلى تقليل صلابة سبيكة Hastelloy B-2، مما يجعلها حساسة للتآكل الناتج عن الإجهاد، بل ويتسبب في تلف سبيكة Hastelloy B-2 أثناء إنتاج المواد الخام (مثل عملية الدرفلة على الساخن) و عملية تصنيع المعدات (مثل معدات سبائك Hastelloy B-2 المعالجة الحرارية الشاملة بعد اللحام) وتشققات معدات سبائك Hastelloy B-2 في بيئة الخدمة. في الوقت الحاضر، طريقة الاختبار القياسية المعينة من قبل بلدي ودول أخرى حول العالم لمقاومة التآكل بين الحبيبات لسبائك Hastelloy B-2 هي طريقة غليان حمض الهيدروكلوريك بالضغط الطبيعي، وطريقة التقييم هي طريقة فقدان الوزن. نظرًا لأن سبيكة Hastelloy B-2 عبارة عن سبيكة مقاومة للتآكل بحمض الهيدروكلوريك، فإن طريقة غليان حمض الهيدروكلوريك بالضغط الطبيعي غير حساسة تمامًا لاختبار ميل التآكل الحبيبي لسبائك Hastelloy B-2. استخدمت مؤسسات البحث العلمي المحلية طريقة حمض الهيدروكلوريك ذو درجة الحرارة العالية لدراسة سبيكة Hastelloy B-2 ووجدت أن مقاومة التآكل لسبائك Hastelloy B-2 لا تعتمد فقط على تركيبها الكيميائي، ولكنها تعتمد أيضًا على تركيبتها الحرارية عملية التحكم في المعالجة. عندما يتم التحكم في عملية المعالجة الحرارية بشكل غير صحيح، فإن حبيبات سبيكة Hastelloy B-2 لا تنمو فحسب، بل تترسب أيضًا مرحلة Mo σ العالية بين الحبوب. في هذا الوقت، تنخفض مقاومة التآكل الحبيبي لسبيكة Hastelloy B-2 بشكل ملحوظ. ، في اختبار حمض الهيدروكلوريك ذو درجة الحرارة العالية، اختلف عمق حفر حدود الحبوب للوحة الخشنة الحبيبات واللوحة العادية بمقدار الضعف تقريبًا.
