1. З: Що таке UNS N10675 і як він представляє еволюцію в порівнянні зі своїм попередником, UNS N10665 (Hastelloy B-2)?
A: UNS N10675, широко відомий під торговою назвою Hastelloy B-3, є нікель-молібденовим сплавом, який є значним металургійним прогресом порівняно з UNS N10665 (Hastelloy B-2). Незважаючи на те, що обидва сплави мають однакову основну мету — неперевершену стійкість до соляної кислоти та інших відновних середовищ, N10675 був розроблений спеціально для подолання обмежень щодо виробництва та термічної стабільності N10665.
Основні еволюційні вдосконалення:
Термічна стабільність: N10665 дуже сприйнятливий до випадання інтерметалічних фаз Ni-Mo (фаз µ та Ni₄Mo) під впливом температур 550–850 градусів під час зварювання або термічної обробки. Ці опади спричиняють сильну крихкість і втрату стійкості до корозії. N10675 містить контрольовані добавки кобальту, вольфраму та марганцю, які значно сповільнюють кінетику осадження цих шкідливих фаз. Це робить N10675 набагато більш пробачливим під час виготовлення.
Зварюваність: завдяки покращеній фазовій стабільності, N10675 можна зварювати з набагато ширшим допуском для підведення тепла та міжпрохідної температури. Він набагато менш схильний до-атаки ножем у зоні-термічного впливу.
Хімічний склад: зберігаючи той самий високий вміст молібдену (27–32%) і низький вміст хрому (1–3% максимум), N10675 допускає трохи більше заліза (1–3%) і містить невеликі, контрольовані кількості кобальту (3% максимум) і вольфраму (3% максимум). Ці елементи підвищують міцність-твердого розчину без шкоди для стійкості до корозії.
-Корозійні властивості після зварювання: зварні вироби N10675 демонструють швидкість корозії в киплячій HCl, яка практично ідентична базовій плиті, тоді як зварні вироби N10665 часто демонструють переважну атаку в зоні-термічного впливу, якщо суворо не дотримується зварювання з надзвичайно низьким нагріванням.
По суті, N10675 не є іншим сімейством сплавів; це стабілізована та більш зручна-версія класу сплавів Ni-Mo.
2. З: Які конкретні переваги зварювання пропонує UNS N10675 перед UNS N10665 і які процедури залишаються обов’язковими?
В: Основною перевагою UNS N10675 для зварювання є його стійкість до термічного впливу. N10665 вимагає нав’язливого контролю температури між проходами (часто нижче 120 градусів F/50 градусів) і підведенням тепла, щоб запобігти випаданню крихких фаз. N10675 пропонує значно розширене вікно процесу.
Специфічні переваги зварювання:
Більш високі температури між проходами: N10675 допускає температуру між проходами до 150 градусів (300 градусів F), тоді як N10665 часто потрібно підтримувати нижче 50 градусів, щоб уникнути швидкого випадання фаз Ni₄Mo та µ. Це значно підвищує продуктивність багато-зварювання важких листів.
Пробачення в надходженні тепла: хоча низьке нагрівання все ще рекомендується, N10675 не відразу викликає чутливість, якщо зварювальник зупиняється або якщо пластина трохи попередньо нагрівається. Це зменшує ризик відбраковування польового зварювання.
Стійкість до -ножової атаки: вузька смуга корозійного впливу безпосередньо поруч із лінією зварювання, поширена в N10665, практично усунена в N10675 через повільну кінетику опадів.
Обов'язкові процедури, що залишилися:
Незважаючи на ці переваги, певні процедури залишаються обов’язковими:
Чистота: N10675 залишається дуже чутливим до забруднення сіркою, фосфором і киснем. Поверхня пластини повинна бути очищена від масла, жиру, фарби та маркувальних чорнил. Шліфувальні круги, які використовуються для обробки вуглецевої сталі, ні в якому разі не можна використовувати для N10675, оскільки вбудовані частинки заліза створюють локалізовані осередки гальванічної корозії.
Захисний газ: для GTAW потрібен 100% аргон або суміші аргон/гелій із захисними екранами. Окислення кореня шва руйнує корозійну стійкість.
Наповнювач: потрібен відповідний наповнювач ERNiMo-14 (AWS A5.14). Цей наповнювач підтримує оптимізовану хімію для фазової стабільності та стійкості до корозії. Не рекомендується використовувати ERNiMo-7 (наповнювач B-2) на основному металі N10675.
Без-термічної обробки після зварювання: як і N10665, PWHT суворо заборонено. Температури зняття напруги потрапляють безпосередньо в небезпечний діапазон опадів для інтерметалідів Ni-Mo.
3. З: Які вимоги до механічних властивостей пластини UNS N10675 відповідно до ASTM B333 і чим холодне формування відрізняється від аустенітної нержавіючої сталі?
A: Відповідно до ASTM B333 (Стандартна специфікація для пластин, листів і смуг із нікель-молібденового сплаву), вимоги до механічних властивостей для UNS N10675 у стані відпалу в розчині такі:
| Власність | Вимога |
|---|---|
| Міцність на розрив | Мінімум 690 МПа (100 ksi) |
| Межа текучості (зміщення 0,2%) | Мінімум 315 МПа (46 ksi) |
| Подовження (у 2 дюймах/50 мм) | Мінімум 40% |
Порівняння з N10665: N10675 демонструє дещо вищу межу текучості (315 МПа проти . 283 МПа) завдяки зміцненню твердого-розчину додаванням кобальту та вольфраму.
Відмінності холодного формування від нержавіючої сталі:
Швидкість зміцнення: N10675 зміцнюється значно швидше, ніж нержавіюча сталь 304/316. Це означає:
Потрібні більш високі навантаження при формуванні (зазвичай у 1,5–2 рази більше тоннажу вуглецевої сталі).
Проміжний відпал може знадобитися для важких операцій формування (глибока витяжка, жорстке формування головки).
Пружина-: завдяки вищій межі текучості та високому модулю пружності N10675 демонструє більшу пружність-, ніж аустенітна нержавіюча сталь. Над-допуски на згинання 3–5 градусів типові для операцій холодного згинання.
Відпал після формування: якщо деформація в холодному стані перевищує 10–15% і компонент буде піддаватися впливу корозійного середовища, потрібен повний відпал розчину. Це передбачає нагрівання до 1065–1080 градусів з подальшим швидким гартуванням водою. На відміну від нержавіючої сталі повітряне охолодження недостатнє; загартування водою є обов'язковим, щоб уникнути випадання фази.
Зсув: пластини N10675 можна різати, але міцність сплаву вимагає значно більшої сили зсуву, ніж вуглецева сталь еквівалентної товщини. Задирки повинні бути повністю відшліфовані, щоб запобігти появі тріщин під час подальшого використання або обслуговування.
4. З: У яких корозійних середовищах пластина UNS N10675 має явні переваги перед C-276 (N10276) і нержавіючої сталлю?
A: UNS N10675 – це спеціальний сплав, а не сплав загального -призначення. Він пропонує явні переваги лише в певних відновних середовищах і погано працює в умовах окислення, де перевершує C-276 або нержавіюча сталь.
Переважне середовище:
Соляна кислота (усі концентрації): це основне застосування. N10675 забезпечує чудову рівномірну корозійну стійкість до C-276 у HCl від 0–37% концентрації, особливо при підвищених температурах.
приклад:У 10% киплячій HCl швидкість корозії N10675<0.1 mm/year; C-276 may exceed 0.5–1.0 mm/year.
Сірчана кислота (відновні умови): у чистій деаерованій сірчаній кислоті з концентрацією нижче 60% N10675 перевершує C-276. Однак, якщо кислота містить навіть сліди окислювачів (розчинений кисень, іони заліза (III), іони міді (II), нітрати), N10675 швидко кородує, тоді як C-276 і нержавіюча сталь пасивують.
Фосфорна кислота (мокрий процес, низькі окислювачі): у фосфорній кислоті, виробленій з певних гірських джерел з низьким вмістом хлориду та низьким потенціалом окислення, випарні труби N10675 пропонують подовжений термін служби порівняно з 317L або 904L.
Оцтова кислота/мурашина кислота: у деаерованих органічних кислотах N10675 демонструє незначну швидкість корозії.
Де N10675 НЕ підходить:
Азотна кислота (будь-яка концентрація) - Швидка атака.
Аерована сірчана кислота - Локалізована точкова корозія та сильна однорідна корозія.
Морська вода - Немає стійкості до хлоридної точкової корекції (низький вміст хрому).
Окислювальні солі (хлорне залізо, хлорна мідь) - Катастрофічна корозія.
Високотемпературне-окислення - Не містить хрому для захисту від накипу.
Правило вибору: якщо середовище містить розчинений кисень, іони заліза (III) або нітрати, виберіть C-276 або C-2000. Якщо середовище строго відновне, деаероване та багате хлоридами, виберіть N10675.
5. Питання: Які загальні проблеми виготовлення стосуються механічної обробки та різання пластини UNS N10675 і як їх подолати?
В: UNS N10675 класифікується як матеріал, який важко{1}}обробляти-. Його високий вміст молібдену, в'язкість і швидка швидкість зміцнення створюють значні труднощі під час операцій різання та механічної обробки.
виклики:
Швидке зміцнення: Поверхня твердне миттєво, якщо ріжучий інструмент натирає, а не ріже. Це створює твердий абразивний шар, який руйнує краї інструменту та надзвичайно ускладнює наступні проходи.
Висока міцність на зсув: N10675 вимагає більше енергії для різання, ніж вуглецева сталь або нержавіюча сталь 304. Формування стружки є жорстким і безперервним; чіпси не ламаються легко.
Низька теплопровідність: тепло, що утворюється під час різання, залишається зосередженим на межі заготовки-інструмента, а не розсіюється через стружку. Це прискорює знос інструменту та може спричинити нестабільність розмірів.
Нарощений край (BUE): сплав має тенденцію прилипати до поверхні ріжучого інструменту, створюючи BUE, погану обробку поверхні та невідповідні розміри.
рішення:
Різання (розбивка пластини):
Гідроабразивне різання є кращим для пластини N10675. Він не створює зон-впливу нагрівання, зміцнення та забруднення.
Плазмове різання прийнятно для важких листів, але вимагає суміші азоту та водню та нижчих швидкостей, ніж вуглецева сталь. Перед зварюванням зону термічного-впливу необхідно відшліфувати.
Різання абразивною пилкою ефективне для прутків і важких секцій.
Механічна обробка (підготовка до зварювання, свердління):
Інструмент: використовуйте гострі твердосплавні пластини (C-2 або мікрозернистість) із позитивними передніми кутами. Інструменти зі швидкорізальної сталі (HSS) зазвичай непридатні для виробничих робіт.
Швидкість і подача: низькі швидкості поверхні (30–50 SFM для HSS, 100–200 SFM для твердого сплаву) у поєднанні з агресивною швидкістю подачі (0,010–0,020 дюймів/об). Інструмент повинен бути постійно задіяний; вагання викликає загартування в роботі.
Глибина різання: дотримуйтесь мінімальної глибини різання 0,060 дюйма (1,5 мм). Неглибокі порізи спричиняють натирання та затвердіння.
Охолоджуюча рідина:
Проливне охолодження є обов'язковим. Ефективними є водорозчинні-водорозчинні хлоровані або сульфовані оливи під високим{1}}тиском.
Суха обробка не рекомендується для виробничих робіт.
Буріння:
Цикли свердління з ковзанням потрібні, щоб розбити стружку та запобігти застряганню свердла.
Бажано мати-твердосплавні-свердла з-наскрізною можливістю охолодження.
Низька швидкість (500–800 обертів за хвилину для діаметра 10 мм) із постійним тиском подачі.
Шліфування:
Для N10675 необхідно використовувати спеціальні шліфувальні круги. Колеса, які раніше використовувалися для вуглецевої сталі, вбудовуватимуть частинки заліза в поверхню сплаву, створюючи місця для гальванічної корозії.
Підходять колеса з оксиду алюмінію або карбіду кремнію.
