Progresul cercetării aliajelor rezistente la coroziune bazate pe nichel
Aliajele pe bază de nichel nu numai că au o rezistență unică de coroziune și chiar o rezistență la coroziune la temperatură ridicată în multe medii de coroziune industrială, dar au și o rezistență ridicată, o plasticitate bună și o duritate și pot fi topite, turnate, reci și deformate, prelucrate și sudată. Sunt utilizate pe scară largă în petrochimie, energie, marină, aerospațială și alte câmpuri.
1 compoziție și clasificare
Nichelul este complet stabil în soluții alcaline și are o rezistență excelentă la coroziune la gazele active (cum ar fi fluor, clor, brom și hidrurile lor), hidroxizi (cum ar fi NaOH, KOH) și o anumită materie organică. .
Studiile au arătat că efectul elementelor de aliere asupra îmbunătățirii rezistenței la coroziune a aliajelor provine din stabilitatea filmului de pasivare format pe suprafața aliajelor de nichel. Conținutul de nichel în aliaje pe bază de nichel este peste 30%, printre care W (Ni+Fe) mai mare sau egal cu 50% se numește aliaje rezistente la coroziune pe bază de fier, iar W (Ni) mai mare sau egal cu 50% se numesc aliaje rezistente la coroziune pe bază de nichel. În utilizare efectivă, toate pot fi considerate aliaje rezistente la coroziune bazate pe nichel.
2 Performanță și aplicație
2.1 Sistem Ni-CU
Ni și Cu pot fi amestecate în orice proporție pentru a forma un aliaj cu soluție solidă, numit aliaj Monel. Ni-Cu are o rezistență bună la HF, apă de mare și coroziunea crevice. Monel Alloy NI70CU30 este cel mai timpuriu aliaj rezistent la coroziune pe bază de nichel. Are atât rezistență și duritate ridicată, cât și o rezistență excelentă la coroziune prin reducerea acizilor, a mediilor alcaline puternice și a apei de mare. De obicei, este utilizat pentru fabricarea echipamentelor pentru transportul acidului hidrofluoric (HF), saramură, medii neutre, săruri alcaline și reducerea mediilor acid.
Aliajele Monel sunt împărțite în două categorii: aliaje turnate și aliaje deformate (produse laminate). Cele mai utilizate aliaje Monel sunt Monel 400 și Monel K500
Aliajele Monel sunt utilizate pe scară largă în valvele rezistente la coroziune, navele navale etc. în străinătate. De exemplu, șuruburile și piulițele utilizate în conducta de petrol submarină din Marea Nordului și podul Thames din Marea Britanie sunt toate din Monel 400 și Monel K500; Arborele cheie și părțile pompei din elice ale navelor britanice de clasa I sunt toate făcute din aliaj Monel; Multe echipamente și sisteme ale transportatorului de aeronave francez „Charles de Gaulle” sunt confecționate din materiale Monel. Chiar și unele acoperișuri ale clădirilor din Statele Unite folosesc aliaj Monel, precum Pennsylvania Station, Brooklyn Museum of Art and Science, National Gallery of Art, Pentagon etc.
2.2 Ni-CR, Ni-Fe-CR Sistem
În sistemul Ni-CR-FE, aliajul cu conținut mai mic de FE este aliaj Inconel, iar aliajul cu un conținut mai mare de FE este aliaj Incoloy. Aliajul Incoloy este de fapt aliaj FE-Ni-CR în aliaj pe bază de nichel, din cauza conținutului său ridicat de FE de 45%. Aliajul de turnare a aliajului Inconel este Cy240, iar gradul de material laminat este ineonel 600. Gradul de material rulat al aliajului Ineoloy este aliaj Incoloy 800. Printre actualele aliaje pe bază de nichel rezistente la coroziune, aplicarea lor în producția de valve este pe locul doi doar pentru aliajul Monel.
Aliajele tipice rezistente la coroziune Ni-CR includ Inconel 6 0 0 (Grad intern 0CR -15 Ni75Fe). Este atât rezistent la temperaturi ridicate, cât și la coroziune. Inconel 690 (0CR30NI60FE) a îmbunătățit coroziunea stresului și rezistența la coroziune intergranulară și este utilizat pe scară largă în industria chimică.
2,3 aliaje HASTEILOY HIGH
Seria Ni-Cr-Mo de carbon ultra-scăzută cu CR și MO ca elemente principale de aliere se mai numește aliaj HASTELLOY Series (Hastelloy). Hastelloy este o marcă comercială a Haynes International, SUA, compusă din Ha în Haynes, Stell în Stei.lite și Oy în aliaje. Ca aliaj avansat pe bază de nichel, Hastelloy are o rezistență excelentă la coroziune la o varietate de medii corozive dure, cum ar fi oxigenul umed, acidul sulfur și mediile de sare oxidante puternice.
Așa cum se arată în tabelul 5, aliajele Hastelloy includ în principal seria A, B, C, D, F, G, N, W și X. Principalele companii internaționale care produc aliaje Hastelloy includ Haynes International Inc. din Statele Unite, Special Metals (Super Alloy Group) și Thyssenkrupp din Germania.
Aliajele Hastelloy utilizate la plantele chimice sunt în principal B, C și G. Proprietățile mecanice ale acestor trei tipuri de aliaje Hastelloy sunt prezentate în tabelul 6.
(1) Hastelloy b
Seria B include B, 132 și B3. Rezistența la coroziune a acestui tip de aliaj Hastelloy în condiții tipice este prezentată în tabelul 7. Aliajul Hastelloy B are cea mai bună rezistență la coroziune a acidului clorhidric. Reducerea conținutului de carbon al aliajului Hastelloy B la 0. 0 2% și conținutul Si la 0,1% va duce la aliaj HASTELLOY B -2. Poate fi utilizat în medii de acid clorhidric de orice concentrație la temperatura de fierbere și îmbunătățește rezistența la coroziune intergranulară în starea sensibilizată și starea post-sudură.
În anii 90, invenția lui Hastelloy B -3 a schimbat complet dezavantajul lui B -2 că faza de precipitații Ni-mo este ușor de precipitată atunci când treceți prin temperatura intermediară și a îmbunătățit performanța de procesare. Cu toate acestea, aliajele Hastelloy B și Hastelloy B -2 conțin CR foarte scăzute și nu pot fi utilizate în medii de oxidare.
(2) Hastelloy c
Hastelloy C este un sistem Ni-Cr-Mo și este un material rezistent la coroziune, care se poate adapta la diverse medii. Seria C are un grad ridicat de aliere. Elementul CR și elementul Mo joacă rolul de a rezista coroziunii în oxidarea mediilor și respectiv de reducerea mediilor și, împreună, joacă rolul de a rezista coroziunii locale (coroziunea și coroziunea crevice).
Seria C include C, C -276, C -4, C -22 și C -2000. Primul aliaj al seriei C, Hastelloy C, a fost produs în anii 1930. În anii 1960, a existat C -276; În anii ’70, a existat C -4; În anii 1980, a existat C -22; În anii 90, au existat aliaje 59, 686 și C -2000.
Metodele electrochimice au fost utilizate în străinătate pentru a studia coroziunea intergranulară, coroziunea localizată, coroziunea stresului și comportamentul de pasivare al aliajelor Ni-Cr-Mo. Cercetările lui S Ghosh au arătat că în soluțiile NaCl și H3PO4 de 95 de grade, C -276 au avut o rezistență la coroziune mai bună decât aliajele UNS N08367 și UNS N08028.
(3) HASTELLOY G.
Hastelloy G este un sistem Ni-CR-CU-MO. Ni {_ Cr _ m 0- CU Aliaj este mai rezistent la coroziune de acid sulfuric, acid fosforic și alte medii decât aliajul Ni-cr-mo. Aliajele Ni-Cr-Mo-Cu cu conținut de CR ridicat au o rezistență bună la coroziune în medii precum acidul sulfuric, acidul fosforic, acidul sulfuric care conțin F-, Cl-, acid fosforic și acid fosforic umed. Adăugarea Si și B la aliaje Ni-Cr-Mo-Cu poate rezista la coroziunea acidului sulfuric concentrat fierbinte și pot avea caracteristicile durității ridicate și rezistență la uzură bună.
Seria G include g, g -3, g -30, g -50, etc. Rezistența la coroziune a aliajelor G în medii tipice este prezentată în tabelul 9. Apariția lui Hastelloy G -3 și G -30 Alloys rezolvă aplicarea în oxidare puternică sau mixte de acid. Noul Hastelloy G -35 este în esență un aliaj Ni-Cr-Mo cu o compoziție apropiată de cea a aliajului din seria C.
Deoarece invenția sa este încă proiectată pentru medii de acid oxidante și mixte puternice, marca comercială este încă clasificată ca seria G.
