Onderzoeksuitgang van op nikkel gebaseerde corrosiebestendige legeringen
Op nikkel gebaseerde legeringen hebben niet alleen unieke corrosieweerstand en zelfs corrosieweerstand op hoge temperatuur in veel industriële corrosieomgevingen, maar hebben ook hoge sterkte, goede plasticiteit en taaiheid, en kunnen worden gesmolten, gegoten, koud en heet vervormd, verwerkt en gelast. Ze worden op grote schaal gebruikt in petrochemische, energie, mariene, ruimtevaart en andere velden.
1 Samenstelling en classificatie
Nikkel is volledig stabiel in alkalische oplossingen en heeft een uitstekende corrosieweerstand tegen actieve gassen (zoals fluor, chloor, broom en hun hydriden), hydroxiden (zoals NaOH, KOH) en sommige organische stof. .
Studies hebben aangetoond dat het effect van legeringselementen op het verbeteren van de corrosieweerstand van legeringen afkomstig is van de stabiliteit van de passiveringsfilm gevormd op het oppervlak van nikkellegeringen. Het gehalte aan nikkelgebaseerde legeringen is meer dan 30%, waaronder W (Ni+Fe) groter dan of gelijk aan 50% wordt op Iron-Nickel-gebaseerde corrosiebestendige legeringen genoemd, en W (Ni) groter dan of gelijk aan 50% wordt op nickel gebaseerde corrosiebestendige legeringen genoemd. In daadwerkelijk gebruik kunnen ze allemaal worden beschouwd als op nikkel gebaseerde corrosiebestendige legeringen.
2 prestaties en applicatie
2.1 Ni-Cu-systeem
Ni en Cu kunnen in elke verhouding worden gemengd om een solide oplossingslegering te vormen, Monel -legering genoemd. Ni-Cu heeft een goede weerstand tegen HF-, zeewater- en spleetcorrosie. Monel Alloy Ni70Cu30 is de vroegste op nikkel gebaseerde corrosiebestendige legering. Het heeft zowel hoge sterkte als taaiheid, en uitstekende weerstand tegen corrosie door het verminderen van zuren, sterke alkalimedia en zeewater. Het wordt meestal gebruikt om apparatuur te produceren voor het transport van hydrofluorinezuur (HF), pekel, neutrale media, alkalizouten en het verminderen van zure media.
Monellegeringen zijn verdeeld in twee categorieën: castlegeringen en vervormde legeringen (opgerolde producten). De meest gebruikte Monel -legeringen zijn Monel 400 en Monel K500
Monellegeringen worden veel gebruikt in corrosiebestendige kleppen, marineschepen, enz. In het buitenland. De bouten en noten die worden gebruikt in de oliepijpleiding van de Noordzee en de Thames Bridge in het VK zijn bijvoorbeeld allemaal gemaakt van Monel 400 en Monel K500; De belangrijkste schachten en pompdelen van de propellers van de Britse klasse I -schepen zijn allemaal gemaakt van Monel -legering; Veel apparatuur en systemen van het Franse "Charles de Gaulle" vliegdekschip zijn gemaakt van monelmaterialen. Zelfs sommige daken van gebouwen in de Verenigde Staten gebruiken Monellegering, zoals Pennsylvania Station, Brooklyn Museum of Art and Science, National Gallery of Art, Pentagon, etc.
2.2 NI-CR, Ni-Fe-CR-systeem
In het NI-CR-FE-systeem is de legering met lagere Fe-inhoud inconellegering en de legering met een hogere FE-inhoud is Incoloy-legering. Incoloy-legering is eigenlijk FE-NI-CR-legering in nikkelgebaseerde legering vanwege het hoge Fe-gehalte van 45%. De gietlegering van inconellegering is Cy240, en de gerolde materiaalkwaliteit is inonel 600. De gerolde materiaal graad van Ineoloy -legering is Incoloy 800 -legering. Onder de huidige corrosiebestendige nikkelgebaseerde legeringen is hun toepassing in de klepproductie de tweede alleen op Monellegering.
Typische NI-CR-corrosiebestendige legeringen omvatten Inconel 6 0 0 (binnenlandse graad 0cr -15 ni75fe). Het is zowel bestand tegen hoge temperaturen en corrosie. Inconel 690 (0CR30NI60FE) heeft verbeterde stresscorrosie en intergranulaire corrosieweerstand en wordt veel gebruikt in de chemische industrie.
2.3 Hasteiloy-serie Hoge corrosiebestendige legeringen
De ultra-lage koolstof NI-CR-MO-serie met CR en MO als de belangrijkste legeringselementen wordt ook wel Hastelloy-serie (Hastelloy) legering genoemd. Hastelloy is een handelsmerk van Haynes International, VS, samengesteld uit HA in Haynes, Stell in Stei.Lite en Oy in legeringen. Als een geavanceerde legering op basis van nikkel heeft Hastelloy een uitstekende corrosieweerstand tegen een verscheidenheid aan harde corrosieve omgevingen, zoals natte zuurstof, zwavelzuur en sterke oxiderende zoutmedia.
Zoals getoond in tabel 5, omvatten Hastelloy -legeringen voornamelijk A, B, C, D, F, G, N, W en X Series. De belangrijkste internationale bedrijven die Hastelloy -legeringen produceren, zijn Haynes International Inc. van de Verenigde Staten, Special Metals (Super Alloy Group) en Thyssenkrupp van Duitsland.
De Hastelloy -legeringen die in chemische planten worden gebruikt, zijn voornamelijk B, C en G. De mechanische eigenschappen van deze drie soorten Hastelloy -legeringen worden weergegeven in tabel 6.
(1) Hastelloy B
De B -serie omvat B, 132 en B3. De corrosieweerstand van dit type Hastelloy -legering onder typische omstandigheden wordt weergegeven in tabel 7. Hastelloy B -legering heeft de beste hydrochloorcorrosiebestendigheid. Het verkleinen van het koolstofgehalte van Hastelloy B -legering tot 0. 0 2% en de Si -inhoud tot 0,1% zal resulteren in Hastelloy B -2 legering. Het kan worden gebruikt in zoutzuurmedia van elke concentratie bij kooktemperatuur, en verbetert de intergranulaire corrosieweerstand in de gesensibiliseerde toestand en de post-gelaagde toestand.
In de jaren negentig veranderde de uitvinding van Hastelloy B -3 het nadeel van B -2 volledig dat de Ni-MO-neerslagfase gemakkelijk te neerkomt bij het passeren van de tussenliggende temperatuur en de verwerkingsprestaties verbeterde. Hastelloy B en Hastelloy B -2 legeringen bevatten echter een zeer lage CR en kunnen niet worden gebruikt in oxiderende omgevingen.
(2) Hastelloy C
Hastelloy C is een NI-CR-MO-systeem en is een algemene corrosiebestendig materiaal dat zich kan aanpassen aan verschillende omgevingen. De C -serie heeft een hoge mate van legering. Het CR -element en het MO -element spelen de rol van het weerstaan van corrosie in respectievelijk oxiderende media en het verminderen van media, en spelen samen de rol van het weerstaan van lokale corrosie (putcorrosie en spleetcorrosie).
De C -serie omvat C, C -276, C -4, C -22 en C -2000. De eerste legering van de C -serie, Hastelloy C, werd geproduceerd in de jaren dertig. In de jaren zestig was er c -276; In de jaren zeventig was er c -4; In de jaren 1980 was er c -22; In de jaren 1990 waren er legeringen 59, 686 en C -2000.
Elektrochemische methoden werden in het buitenland gebruikt om de intergranulaire corrosie, gelokaliseerde corrosie, stresscorrosie en passiveringsgedrag van NI-CR-MO-legeringen te bestuderen. Het onderzoek van S Ghosh toonde aan dat in 95 graden NaCl- en H3PO4 -oplossingen C -276 een betere corrosieweerstand had dan UNS N08367 en UNS N08028 -legeringen.
(3) Hastelloy G
Hastelloy G is een NI-CR-Cu-MO-systeem. De Cu-bevattende Ni _ cr _ m 0- Cu-legering is beter bestand tegen corrosie door zwavelzuur, fosforzuur en andere media dan de NI-CR-MO-legering. NI-CR-MO-CU-legeringen met een hoog CR-gehalte hebben een goede corrosieresistentie in media zoals zwavelzuur, fosforzuur, zwavelzuur dat F-, Cl-, fosforzuur en nat fosforzuur bevat. Het toevoegen van SI en B aan Ni-CR-Mo-Cu-legeringen kan weerstand bieden aan de corrosie van het heet geconcentreerde zwavelzuur en de kenmerken van hoge hardheid en goede slijtvastheid kunnen hebben.
De G -serie omvat G, G -3, G -30, G -50, enz. De corrosieweerstand van G -legeringen in typische omgevingen wordt getoond in Tabel 9. De Advent of Hastelloy G -3 en G -30 Sols Solves the Toepassing of Mixed Acironed Aconed In Strong Acides. De nieuwe Hastelloy G -35 is in wezen een NI-CR-MO-legering met een compositie dicht bij die van de C-serie legering.
Omdat de uitvinding nog steeds is ontworpen voor sterke oxiderende en gemengde zuuromgevingen, wordt het commerciële merk nog steeds geclassificeerd als de G -serie.
