Sifat dan pengenalan bahan khusus paduan Hastelloy
I. Pendahuluan
Hastelloy adalah sejenis paduan berbahan dasar nikel. Saat ini dibagi menjadi tiga seri: B, C, dan G. Ini terutama digunakan untuk korosi kuat yang tidak dapat digunakan pada baja tahan karat Cr-Ni atau Cr-Ni-Mo berbahan besi, bahan non-logam, dll. telah banyak digunakan dalam minyak bumi, industri kimia, perlindungan lingkungan dan banyak bidang lainnya di luar negeri. Nilai dan situasi penggunaan umumnya ditunjukkan pada tabel di bawah.
Untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan sifat kerja Hastelloy dingin dan panas, Hastelloy telah melakukan tiga perbaikan besar. Proses pengembangannya adalah sebagai berikut:
Seri B: B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
Deret C: C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)
Deret G: G → G-3 (00Cr22Ni48Mo7Cu) → G-30 (00Cr30Ni48Mo7Cu)
Material yang paling banyak digunakan saat ini adalah N10665 (B-2), N10276 (C-276), N06022 (C-22), N06455 (C-4) dan N06985 ( G-3). Material generasi ketiga N10675 (B-3), N10629 (B-4), dan N06059 (C-59) sedang dalam tahap promosi. Karena kemajuan teknologi metalurgi, beberapa merek yang disebut "baja tahan karat super" yang mengandung ~6% Mo telah muncul dalam beberapa tahun terakhir, menggantikan paduan seri G, menyebabkan penurunan cepat dalam produksi dan penggunaan paduan seri G.
2. Sifat mekanik
Sifat mekanik Hastelloy sangat luar biasa. Ia memiliki karakteristik kekuatan tinggi dan ketangguhan tinggi, sehingga sulit untuk dikerjakan. Selain itu, kecenderungan pengerasan regangannya sangat kuat. Ketika tingkat deformasi mencapai 15%, itu sekitar 18-8 Dua kali lipat dari baja tahan karat. Hastelloy juga memiliki zona sensitisasi suhu sedang, dan kecenderungan sensitisasinya meningkat seiring dengan peningkatan laju deformasi. Ketika suhu tinggi, Hastelloy dengan mudah menyerap unsur-unsur berbahaya, menyebabkan sifat mekanik dan ketahanan korosinya menurun.
3. Paduan Hastelloy yang umum digunakan
1: Paduan Hastelloy B-2 (paduan Hastelloy B-2)
Tahan korosi
Paduan Hastelloy B-2 adalah paduan Ni-Mo dengan kandungan karbon dan silikon yang sangat rendah. Ini mengurangi pengendapan karbida dan fase lain di zona las dan yang terkena panas, sehingga memastikan bahwa bahkan dalam kondisi pengelasan Juga memiliki ketahanan korosi yang baik. Seperti kita ketahui bersama, paduan Hastelloy B-2 memiliki ketahanan korosi yang sangat baik di berbagai media pereduksi dan dapat menahan korosi pada suhu dan konsentrasi asam klorida berapa pun di bawah tekanan normal. Ini memiliki ketahanan korosi yang sangat baik dalam asam sulfat non-pengoksidasi konsentrasi sedang non-aerasi, berbagai konsentrasi asam fosfat, asam asetat suhu tinggi, asam format dan asam organik lainnya, asam bromat dan gas hidrogen klorida. Pada saat yang sama, ia juga tahan terhadap korosi oleh katalis halogen. Oleh karena itu, paduan Hastelloy B-2 biasanya digunakan dalam berbagai proses minyak bumi dan kimia yang keras, seperti distilasi dan konsentrasi asam klorida; alkilasi etilbenzena dan sintesis okso tekanan rendah dari asam asetat dan proses produksi lainnya. Namun, paduan Hastelloy B-2 telah ditemukan dalam aplikasi industri selama bertahun-tahun:
(1) Paduan Hastelloy B-2 memiliki dua zona sensitisasi yang mempunyai pengaruh besar terhadap ketahanan korosi antar butir: zona suhu tinggi 1200~1300 derajat dan zona suhu sedang 550~900 derajat;
(2) Karena segregasi dendrit pada logam las dan zona paduan Hastelloy B-2 yang terkena panas, fase intermetalik dan karbida mengendap di sepanjang batas butir, menjadikannya lebih sensitif terhadap korosi antargranular;
(3) Paduan Hastelloy B-2 memiliki stabilitas termal suhu sedang yang buruk. Ketika kandungan besi dalam paduan Hastelloy B-2 turun di bawah 2%, paduan tersebut sensitif terhadap transformasi fase beta (fase Ni4Mo, senyawa intermetalik terurut). Ketika paduan berada pada kisaran suhu 650~750 derajat untuk waktu yang sedikit lebih lama, fase akan dihasilkan secara instan. Keberadaan fasa mengurangi ketangguhan paduan Hastelloy B-2, sehingga sensitif terhadap korosi tegangan, bahkan menyebabkan paduan Hastelloy B-2 rusak selama produksi bahan baku (seperti proses pengerolan panas) dan proses pembuatan peralatan (seperti peralatan paduan Hastelloy B-2 pasca perlakuan panas keseluruhan pengelasan) dan retakan peralatan paduan Hastelloy B-2 di lingkungan layanan. Saat ini, metode pengujian standar yang ditetapkan oleh negara saya dan negara lain di seluruh dunia untuk ketahanan korosi antar butir paduan Hastelloy B-2 adalah metode asam klorida mendidih bertekanan normal, dan metode evaluasinya adalah metode penurunan berat badan. Karena paduan Hastelloy B-2 merupakan paduan yang tahan terhadap korosi asam klorida, metode pendidihan asam klorida bertekanan normal cukup tidak sensitif untuk menguji kecenderungan korosi antar butir paduan Hastelloy B-2. Lembaga penelitian ilmiah dalam negeri menggunakan metode asam klorida suhu tinggi untuk mempelajari paduan Hastelloy B-2 dan menemukan bahwa ketahanan korosi paduan Hastelloy B-2 tidak hanya bergantung pada komposisi kimianya, tetapi juga bergantung pada termalnya. proses pengendalian pemrosesan. Ketika proses pemrosesan termal tidak dikontrol dengan benar, butiran paduan Hastelloy B-2 tidak hanya tumbuh, tetapi fase Mo σ yang tinggi juga akan mengendap di antara butiran. Pada saat ini, ketahanan korosi intergranular pada paduan Hastelloy B-2 berkurang secara signifikan. , dalam uji asam klorida suhu tinggi, kedalaman etsa batas butir pelat berbutir kasar dan pelat normal berbeda sekitar dua kali.
