1. В: Какво е UNS N10675 и как представлява еволюция спрямо своя предшественик UNS N10665 (Hastelloy B-2)?
A: UNS N10675, известна с търговското си наименование Hastelloy B-3, е никелова-молибденова сплав, която представлява значителен металургичен напредък спрямо UNS N10665 (Hastelloy B-2). Докато и двете сплави споделят една и съща основна цел - несравнима устойчивост на солна киселина и други редуциращи среди - N10675 е разработена специално, за да преодолее ограниченията на производството и термичната стабилност на N10665.
Ключовите еволюционни подобрения са:
Термична стабилност: N10665 е силно податлив на утаяване на Ni-Mo интерметални фази (µ и Ni₄Mo фази), когато е изложен на температури между 550–850 градуса по време на заваряване или термична обработка. Това утаяване причинява тежка крехкост и загуба на устойчивост на корозия. N10675 съдържа контролирани добавки от кобалт, волфрам и манган, които значително забавят кинетиката на утаяване на тези вредни фази. Това прави N10675 много по-прощаващ по време на производство.
Заваряемост: Благодарение на подобрената фазова стабилност, N10675 може да бъде заваряван с много по-широк толеранс за входяща топлина и температура между преминаване. Той е много по-малко податлив на-нападение с нож в зоната,-засегната от топлина.
Химичен състав: При запазване на същото високо съдържание на молибден (27–32%) и ниско съдържание на хром (1–3% максимум), N10675 позволява малко по-високо съдържание на желязо (1–3%) и включва малки, контролирани количества кобалт (3% максимум) и волфрам (3% максимум). Тези елементи подобряват укрепването-на твърдия разтвор, без да компрометират устойчивостта на корозия.
Ефективност на -корозия след заваряване: заваръчните елементи N10675 показват скорости на корозия в кипяща HCl, които са практически идентични с тези на основната плоча, докато заваръчните съединения N10665 често показват преференциална атака в засегнатата от топлина-зона, освен ако не се прилага стриктно заваряване с изключително ниска входяща топлина.
По същество N10675 не е различно семейство сплави; това е стабилизирана и по-удобна за производител-версия на класа Ni-Mo сплав.
2. Въпрос: Какви специфични предимства при заваряване предлага UNS N10675 спрямо UNS N10665 и какви процедури остават задължителни?
О: Основното предимство при заваряване на UNS N10675 е неговата устойчивост на термично излагане. N10665 изисква вманиачен контрол на междупроходната температура (често под 120 градуса F/50 градуса) и входяща топлина, за да се предотврати утаяването на фазите на крехкост. N10675 предлага значително разширен прозорец на процеса.
Специфични предимства на заваряването:
По-високи междинни температури: N10675 позволява междинни температури до 150 градуса (300 градуса F), докато N10665 често трябва да се поддържа под 50 градуса, за да се избегне бързото утаяване на Ni₄Mo и µ фази. Това драстично увеличава производителността при много-заварки на тежка плоча.
Прощаване при внасяне на топлина: Въпреки че все още се препоръчва ниско влагане на топлина, N10675 не предизвиква незабавна чувствителност, ако заварчикът остане или ако плочата се загрее леко. Това намалява риска от отхвърляне на полеви заварки.
Устойчивост на атака с -линия на ножа: Тясната ивица на корозионна атака непосредствено до линията на заваряване на заваръчния шев, често срещана в N10665, е практически елиминирана в N10675 поради неговата бавна кинетика на утаяване.
Оставащи задължителни процедури:
Въпреки тези предимства някои процедури остават задължителни:
Чистота: N10675 остава силно чувствителен към замърсяване със сяра, фосфор и кислород. Повърхността на плочата трябва да е без масло, грес, боя и мастила за маркиране. Шлифовъчните колела, използвани за въглеродна стомана, никога не трябва да се използват за N10675, тъй като вградените железни частици създават локализирани клетки от галванична корозия.
Защитен газ: 100% аргон или смеси от аргон/хелий с последващи щитове са необходими за GTAW. Окисляването на корена на заваръчния шев унищожава устойчивостта на корозия.
Допълващ метал: Изисква се подходящ допълнителен метал ERNiMo-14 (AWS A5.14). Този пълнител поддържа оптимизираната химия за фазова стабилност и устойчивост на корозия. Не се препоръчва използването на ERNiMo-7 (пълнител B-2) върху неблагороден метал N10675.
Без термична обработка след -заваряване: Подобно на N10665, PWHT е строго забранен. Температурите на освобождаване на напрежението попадат директно в опасния диапазон на утаяване за Ni-Mo интерметали.
3. Въпрос: Какви са изискванията за механични свойства за плоча UNS N10675 съгласно ASTM B333 и как студеното формоване се различава от аустенитната неръждаема стомана?
A: Съгласно ASTM B333 (Стандартна спецификация за пластини, листове и ленти от никел-молибденова сплав), изискванията за механични свойства за UNS N10675 в състояние на отгряване в разтвор са:
| Собственост | Изискване |
|---|---|
| Якост на опън | Минимум 690 MPa (100 ksi) |
| Граница на провлачване (0,2% отместване) | Минимум 315 MPa (46 ksi) |
| Удължение (в 2 инча/50 мм) | минимум 40% |
Сравнение с N10665: N10675 проявява малко по-висока граница на провлачване (315 MPa срещу . 283 MPa) поради ефектите на укрепване на твърдия -разтвор от добавките на кобалт и волфрам.
Разлики при студено формоване от неръждаема стомана:
Степен на втвърдяване при работа: N10675 се втвърдява значително по-бързо от неръждаема стомана 304/316. Това означава:
Необходими са по-високи натоварвания при формоване (обикновено 1,5–2 пъти тонажа на въглеродната стомана).
Междинно отгряване може да е необходимо за тежки операции на формоване (дълбоко изтегляне, тежко формоване на главата).
Пружина{0}}назад: Поради по-високата си граница на провлачване и висок модул на еластичност, N10675 показва по-голяма пружина-назад от аустенитната неръждаема стомана. Над-допуски за огъване от 3–5 градуса са типични за операции на студено огъване.
Отгряване след формоване: Ако студената работа надвишава 10–15% деформация и компонентът ще бъде изложен на корозивни среди, е необходимо пълно отгряване с разтвор. Това включва нагряване до 1065–1080 градуса, последвано от бързо закаляване с вода. За разлика от неръждаемата стомана, въздушното охлаждане е недостатъчно; закаляването с вода е задължително, за да се избегне утаяване на фази.
Срязване: Плочите N10675 могат да бъдат срязвани, но здравината на сплавта изисква значително по-висока сила на срязване от въглеродната стомана с еквивалентна дебелина. Неравностите трябва да бъдат напълно гладки, за да се предотврати образуването на пукнатини по време на последващо боравене или обслужване.
4. Въпрос: В какви корозивни среди плочата UNS N10675 предлага ясни предимства пред C-276 (N10276) и неръждаемите стомани?
О: UNS N10675 е специализирана сплав, а не с-общо предназначение. Той предлага ясни предимства само в специфични редуциращи среди и се представя слабо в окислителни условия, където C-276 или неръждаемите стомани превъзхождат.
Среди с предимство:
Солна киселина (всички концентрации): Това е основното приложение. N10675 предлага превъзходна равномерна устойчивост на корозия на C-276 в HCl от 0–37% концентрация, особено при повишени температури.
Пример:В 10% кипяща HCl скоростта на корозия N10675 е<0.1 mm/year; C-276 may exceed 0.5–1.0 mm/year.
Сярна киселина (редуциращи условия): В чиста, деаерирана сярна киселина под 60% концентрация, N10675 превъзхожда C-276. Въпреки това, ако киселината съдържа дори следи от окислителни видове (разтворен кислород, железни йони, медни йони, нитрати), N10675 ще корозира бързо, докато C-276 и неръждаемите стомани пасивират.
Фосфорна киселина (мокър процес, ниски окислители): При фосфорна киселина, произведена от определени скални източници с нисък хлорид и нисък окислителен потенциал, изпарителните тръби N10675 предлагат удължен живот в сравнение с 317L или 904L.
Оцетна киселина/мравчена киселина: В деаерирани органични киселини, N10675 проявява незначителни скорости на корозия.
Когато N10675 НЕ е подходящ:
Азотна киселина (всяка концентрация) - Бърза атака.
Аерирана сярна киселина - Локализирана питинг и силна равномерна корозия.
Морска вода - Не е устойчива на хлориден питинг (ниско съдържание на хром).
Окисляващи соли (железен хлорид, меден хлорид) - Катастрофална корозия.
Високо{0}}температурно окисляване - Липсва хром за защита от котлен камък.
Правило за избор: Ако средата съдържа разтворен кислород, железни йони или нитрати, изберете C-276 или C-2000. Ако средата е строго редуцираща, деаерирана и богата на хлориди, изберете N10675.
5. В: Какви са често срещаните предизвикателства при производството по отношение на машинната обработка и рязане на плоча UNS N10675 и как се преодоляват?
О: UNS N10675 е класифициран като труден-за-машинна обработка материал. Неговото високо съдържание на молибден, издръжливостта и бързата скорост на втвърдяване създават значителни предизвикателства по време на операциите по рязане и обработка.
Предизвикателства:
Бързо втвърдяване при работа: Повърхността се втвърдява мигновено, ако режещият инструмент се търка, а не ножица. Това създава твърд, абразивен слой, който унищожава ръбовете на инструмента и прави последващите проходи изключително трудни.
Висока якост на срязване: N10675 изисква повече енергия за рязане от въглеродна стомана или неръждаема стомана 304. Образуването на стружки е трудно и непрекъснато; чиповете не се чупят лесно.
Ниска топлопроводимост: Топлината, генерирана по време на рязане, остава концентрирана върху повърхността на детайла на инструмента-, вместо да се разсейва през чипа. Това ускорява износването на инструмента и може да причини нестабилност на размерите.
Изграден{0}}ръб (BUE): Сплавта има склонност да залепва за повърхността на режещия инструмент, създавайки BUE, лошо покритие на повърхността и непоследователни размери.
Решения:
Рязане (Разбивка на плочата):
Водоструйното рязане е за предпочитане за плоча N10675. Той не въвежда термично-засегната зона, няма работно втвърдяване и няма замърсяване.
Плазменото рязане е приемливо за тежка плоча, но изисква газови смеси азот/водород и по-ниски скорости от въглеродната стомана. Засегнатата от топлина-зона трябва да се почисти преди заваряване.
Абразивното рязане с трион е ефективно за пръти и тежки секции.
Машинна обработка (подготовка за заваряване, пробиване):
Инструментална екипировка: Използвайте остри твърдосплавни пластини (C-2 или клас микрозърна) с положителни наклонени ъгли. Инструментите от бързорежеща стомана (HSS) обикновено не са подходящи за производствена работа.
Скорости и подавания: Ниски повърхностни скорости (30–50 SFM за HSS, 100–200 SFM за карбид), комбинирани с агресивни скорости на подаване (0,010–0,020 in/rev). Инструментът трябва да бъде постоянно включен; колебанието причинява втвърдяване на работата.
Дълбочина на рязане: Поддържайте минимална дълбочина на рязане от 0,060 инча (1,5 mm). Плитките срезове причиняват протриване и втвърдяване при работа.
охлаждаща течност:
Охлаждането е задължително. Водоразтворимите хлорирани или сулфурирани масла под високо-налягане- са ефективни.
Сухата обработка не се препоръчва за производствена работа.
Сондиране:
Необходими са цикли на пробиване с кълцане, за да се счупят стружки и да се предотврати заклещването на свредлото.
Предпочитат се с-твърдосплавни-свредла с-възможност за охлаждане.
Бавни скорости (500–800 RPM за 10 mm диаметър) с постоянно захранващо налягане.
Смилане:
За N10675 трябва да се използват специални шлифовъчни дискове. Колела, използвани преди това върху въглеродна стомана, ще вградят железни частици в повърхността на сплавта, създавайки места за галванична корозия.
Подходящи са колела от алуминиев оксид или силициев карбид.
