Niklipõhiste korrosioonikindlate sulamite uurimise areng
Niklipõhistel sulamitel pole mitte ainult ainulaadne korrosioonikindlus ja isegi kõrge temperatuuriga korrosioonikindlus paljudes tööstuslikes korrosioonikeskkondades, vaid neil on ka kõrge tugevus, hea plastilisus ja sitkus ning neid saab sulatada, valada, külma ja kuuma deformeerunud, töödeldud ja keevitada. Neid kasutatakse laialdaselt naftakeemia, energia, mere-, kosmose- ja muudes väljades.
1 Kompositsioon ja klassifikatsioon
Nikkel on aluselistes lahustes täiesti stabiilne ja sellel on suurepärane korrosioonikindlus aktiivsete gaaside (näiteks fluori, kloori, broomi ja nende hüdriidide), hüdroksiidide (nagu NaOH, KOH) ja mõned orgaanilised ained. .
Uuringud on näidanud, et legeerivate elementide mõju sulamite korrosioonikindluse parandamisele tuleneb niklisulamite pinnale moodustatud passiivse kile stabiilsusest. Niklipõhistes sulamite niklisisu on üle 30%, nende hulgas W (Ni+Fe), mis on suurem või võrdne 50% -ga, nimetatakse raud-niklipõhiste korrosioonikindlate sulamiteks ja W (Ni), mis on suurem kui 50%, nimetatakse niklipõhiseid korrosiooniresistentseid sulameid. Tegelikult kasutamisel võib neid kõiki pidada niklipõhiste korrosioonikindlate sulamiteks.
2 jõudlus ja rakendus
2.1 NI-CU süsteem
Ni ja Cu saab segada igas proportsioonis, moodustades tahke lahuse sulami, mida nimetatakse Monel Alloyks. Ni-CU-l on hea vastupidavus HF, merevee ja lõhede korrosiooni suhtes. Monel Alloy Ni70CU30 on varaseim niklipõhine korrosioonikindla sulami. Sellel on nii kõrge tugevus kui ka sitkus ning suurepärane vastupidavus korrosioonile, vähendades happeid, tugevat leelisekeskat ja merevett. Tavaliselt kasutatakse seda seadmete tootmiseks vesinikuhappe (HF), soolvee, neutraalse söötme, leelisoolade ja happeliste söötmete redutseerimiseks.
Moneli sulamid jagunevad kahte kategooriasse: valatud sulamid ja deformeerunud sulamid (veeretatud tooted). Kõige sagedamini kasutatavad Moneli sulamid on Monel 400 ja Monel K500
Moneli sulameid kasutatakse laialdaselt korrosioonikindlates ventiilides, merelaevades jne välismaal. Näiteks on Põhjamere allveelaevade õlitorustikus ja Ühendkuningriigis Thamesi sillas kasutatud poldid ja pähklid valmistatud Monel 400 ja Monel K500; Briti I klassi laevade propellerite võtmevõllid ja pumbaosad on valmistatud Monel Alloyst; Paljud prantsuse "Charles de Gaulle" õhusõidukikandja seadmed ja süsteemid on valmistatud Moneli materjalidest. Isegi mõned Ameerika Ühendriikide hoonete katused kasutavad Monel Alloyt, näiteks Pennsylvania jaam, Brooklyni kunsti- ja teaduse muuseum, rahvuslik kunstigalerii, Pentagon jne.
2.2 Ni-Cr, Ni-Fe-Cr süsteem
NI-CR-FE süsteemis on madalama FE-sisuga sulam Inconeli sulam ja kõrgema FE-sisuga sulam on Incoloy sulam. INCOLOY ALASOY on tegelikult Fe-Ni-Cr sulam niklipõhises sulamis, kuna tema kõrge Fe sisaldus on 45%. Inconeli sulami valatud sulam on Cy240 ja rullitud materjali klass on Ineonel 600. Ineoloy sulami rullitud materiaalne klass on INCOLOY 800 ALASOY. Praeguste korrosioonikindlate niklipõhiste sulamite hulgas on nende rakendamine klapi tootmises ainult Monel Alloy jaoks.
Tüüpilised NI-CR-i korrosioonikindlad sulamid hõlmavad Inconel 6 0 0 (kodumaine klass 0cr -15 ni75fe). See on nii kõrge temperatuuri kui ka korrosiooni suhtes vastupidav. Inconel 690 (0CR30Ni60FE) on parandanud stressi korrosiooni ja graanulitevahelist korrosioonikindlust ning seda kasutatakse laialdaselt keemiatööstuses.
2.3 Hasteiloy seeria kõrge korrosioonikindlad sulamid
Ülimalt madala süsinik-NI-Cr-Mo seeria koos peamiste legeerivate elementidena nimetatakse ka Hastelloy seeria (Hastelloy) sulamiks. Hastelloy on USA, USA Haynes Internationali kaubamärk, mis koosneb Haynesi HA -st, Stellis Stei.Lite'is ja OY ALLOYS -is. Täiustatud niklipõhise sulamina on Hastelloyl suurepärane korrosioonikindlus mitmesugustele karmidele söövitavatele keskkondadele, nagu niiske hapnik, väävelhape ja tugev oksüdeeriv soolakeskkond.
Nagu on näidatud tabelis 5, hõlmavad Hastelloy sulamid peamiselt A, B, C, D, F, G, N, W ja X -seeria. Suuremate rahvusvaheliste ettevõtete, mis toodavad Hastelloy sulameid, hõlmavad Ameerika Ühendriikide Haynes International Inc., spetsiaalsed metallid (Super Alloy Group) ja Saksamaa Thyssenkrupp.
Keemilistes taimedes kasutatavad Hastelloy sulamid on peamiselt B, C ja G. Nende kolme tüüpi Hastelloy sulamite mehaanilised omadused on toodud tabelis 6.
(1) Hastelloy B
B -seeria sisaldab B, 132 ja B3. Seda tüüpi Hastelloy sulami korrosioonikindlus tüüpilistes tingimustes on toodud tabelis 7. Hastelloy B sulamil on parim vesinikkloriidhappe korrosioonikindlus. Vähendades Hastelloy B sulami süsinikusisaldust 0. Seda saab kasutada vesinikkloriidhappe söötmes mis tahes kontsentratsiooniga keemistemperatuuril ja parandab sensibiliseeritud oleku ja kettijärgse oleku graanulaarset korrosioonikindlust.
1990ndatel muutis Hastelloy B -3 leiutamine täielikult b -2 ebasoodsa olukorra, et Ni-Mo sademete faasi on vahetemperatuuri läbimisel lihtne sadestada ja töötlemise jõudlust parandada. Kuid Hastelloy B ja Hastelloy B -2 sulamid sisaldavad väga madalat CR -i ja neid ei saa kasutada oksüdeerivates keskkondades.
(2) Hastelloy C
Hastelloy C on NI-CR-MO süsteem ja on üldotstarbeline korrosioonikindla materjal, mis suudab kohaneda erinevate keskkondadega. C -sarjas on kõrge legeerimise aste. CR -element ja MO -element mängivad korrosiooni vastupanu oksüdeerimisel ja meediumi vähendamisel ning koos mängivad koos kohaliku korrosiooni (korrosiooni ja lõhede korrosiooni pritsimise) vastupanu rolli.
C -seeria sisaldab C, C -276, C -4, C -22 ja C -2000. C -sarja esimene sulam Hastelloy C toodeti 1930ndatel. 1960. aastatel oli C -276; 1970ndatel oli C -4; 1980ndatel oli C -22; 1990ndatel olid sulamid 59, 686 ja C -2000.
NI-CR-MO sulamite interranuse korrosiooni, lokaliseeritud korrosiooni ja passiivsuskäitumise uurimiseks kasutati välismaal elektrokeemilisi meetodeid. S Ghoshi uuringud näitasid, et 95 -kraadisel NaCl ja H3PO4 lahendustel oli C -276 parem korrosioonikindlus kui UNS N08367 ja UNS N08028 sulamid.
(3) Hastelloy G
Hastelloy G on NI-Cr-CU-MO süsteem. CU-d sisaldav ni _ cr _ m 0- Cu sulam on vastupidavam väävelhappe, fosforhappe ja muu söötme korrosioonile kui NI-Cr-Mo sulam. NI-Cr-MO-CU sulamitel, millel on kõrge CR sisaldus, on hea korrosiooniresistentsus ketis nagu väävelhape, fosforhape, F-, CL-, fosforhape ja niiske fosforhape sisaldavad väävelhapet. SI ja B lisamine NI-Cr-MO-CU sulamitele võib vastu seista kuuma kontsentreeritud väävelhappe korrosioonile ning omada kõrge kareduse ja hea kulumiskindluse omadusi.
G -seeria sisaldab g, g -3, g -30, g -50 jne. G -sulamite korrosioonikindlus tüüpilises keskkonnas on toodud tabelis 9. Hastelloy g {4}} ja G {5 {5}} aloys tulek tugevateks oksümentideks või segule. Uus Hastelloy G -35 on sisuliselt NI-Cr-Mo sulam, mille kompositsioon on lähedal C-seeria sulamile.
Kuna selle leiutis on endiselt mõeldud tugevaks oksüdeerivaks ja segahappekeskkonnaks, klassifitseeritakse kommertsbränd endiselt G -seeriaks.
