N06690中厚板固溶加工,選材的經(jīng)濟性與許多因素有關(guān),其中主要的是耐蝕性和格兩個方面。材料的耐蝕性能與材料的使用壽命直接相關(guān),但并非壽命長的或者價格低的材料使用經(jīng)濟。選材上應(yīng)從工況環(huán)境、材料性能、材料及設(shè)備制造價格、設(shè)備操作工藝、維修、生產(chǎn)諸方面綜合考慮,正確選擇材料,以求獲得佳的經(jīng)濟效果。由于哈氏合金C276不僅耐腐蝕性能*,而且較錯材造價便宜,所以本文就哈氏合金C276材料在高速泵上的應(yīng)用進行了研究。下面介紹該材料的一些性能。
特別是在流動不暢的金屬表面,如粗糙的表面、焊縫咬邊處,更容易導(dǎo)致點蝕的生成。點蝕會晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞的加劇,而且在很多情況下點蝕是這些類型腐蝕的起源。1·2·3應(yīng)力腐蝕在特定的腐蝕介質(zhì)中和拉伸應(yīng)力的作用下出現(xiàn)的低于強度極限的脆性開裂現(xiàn)象,稱為應(yīng)力腐蝕開裂。應(yīng)力腐蝕開裂先于金屬的腐蝕部位形成微小凹坑,然后生成細(xì)長的裂縫,且裂縫擴展很快,能在短時間內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重的破壞。
耐腐蝕合金是一種綜合性能優(yōu)良的材料,可用于一般工業(yè)和其它化工、醫(yī)藥衛(wèi)生行業(yè)等有嚴(yán)重工程腐蝕問題的場合,值得大力發(fā)展與擴大其應(yīng)用。按強化特征分固溶強化和時效強化,固溶型具有良好的耐高溫腐蝕性和抗氧化性,優(yōu)良的冷熱加工和焊接工藝性能,其元素組織均勻,成份偏析小、雜質(zhì)少,可以用在各種高低壓環(huán)境、腐蝕環(huán)境中使用。時效強化型,在固溶的基礎(chǔ)上增加熱處理時間,提高其機械強度,應(yīng)用在需要高強度負(fù)荷使用的環(huán)境中;
哈氏合金C276是一種改進型的哈氏合金C的可鍛形式,它是在哈氏c合金的基礎(chǔ)上降低碳(由≤0.12%降至≤0.02%,質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)和硅(由≤0.12%降至≤0.08%)含量而成的¨。由于具有極低的C、Si含量,該合金焊接熱影響區(qū)的耐腐蝕性能與基體金屬幾乎相同_2j,因此具有比哈氏C合金更好的抗晶間腐蝕性能。哈氏C276合金具有的耐強氧還原性酸和耐中度氧化性酸腐蝕的能力,能耐、硫酸、等的混合酸的腐蝕。
個樣品采用精細(xì)軋制后電化學(xué)拋光的方法進行了表面處理,處理參數(shù)選用了前期工作[5]中的優(yōu)值;另一個樣品由西門子公司提供,其表面處理為單面機械拋光。這兩個樣品進行了多次的AFM測量以表面形貌的定量信息,使用的AFM型號為NanoscopeIIIascanningprobemicroscope,工作在輕敲模式(tappingmode),AFM探針材料為硅,其的名義半徑小于10nm。掃描結(jié)果為256×256像素的正方形圖像,為了研究表面粗糙度與掃描尺度的關(guān)系,在本研究中AFM的掃描尺度使用了在1~70μm內(nèi)的多個不同取值。
1、純鎳:N5、N02201、Ni201、2.4068、Ni99.0LC、N6、N7、N02200、Ni200、2.4066、Ni99.0 。
2、蒙乃爾(Monel):N04400、N05500、Monel K500、國標(biāo):ZRJWXTG、67Ni30Cu。
3、因科洛伊合金:N08800、Incoloy800、N08810、Incoloy800H、N08811、Incoloy800HT、N08825、Incoloy825、N08020、N08028、N08031 、Alloy31、Alloy28合金、Alloy20合金。
4、 因科奈爾合金:N07750、Inconel-X750合金、N07718、Inconel718合金、N06600、Inconel 600、N06601、Inconel601合金、N06690、Inconel690合金、Inconel600合金、N06600、N06625、Inconel625合金。
5、哈氏合金:Hastelloy B-2、Hastelloy B-3、Hastelloy C-276、Hastelloy C-22、Hastelloy C-2000、Hastelloy G-30。
當(dāng)今,上生產(chǎn)HastelloyC系列合金的公司主要有美國的HaynesInternational,Inc.(漢斯公司,是HastelloyC系列合金的研發(fā)公司)和Spe-cialMetalsCorporation(SMC超合金集團),德國的ThyssenKruppVDM(蒂森克虜伯VDM公司)。表1列出了不同公司生產(chǎn)的C系列合金商業(yè)牌號對照。1.1HastelloyCHastelloyC是在HastelloyB合金的基礎(chǔ)上添加Cr、W元素形成的,是Ni-Cr合金和Ni-Mo合金的兼容和優(yōu)化,在氧化性和還原性介質(zhì)中都具有很好的耐蝕性能以及耐局部腐蝕、耐氯化物應(yīng)力腐蝕破裂和海水的孔蝕。
邊界條件和初始條件焊縫為對稱面,為絕熱邊界條件;內(nèi)、外表面以及另一個端面與周圍環(huán)境的熱交換,按對流和輻射來處理;初始溫度為均勻的室溫(20℃)。2焊接殘余應(yīng)力結(jié)果與分析由于管道壁較薄,所以忽略厚度方向的應(yīng)力。定義管道軸向方向(與環(huán)焊縫方向垂直)的力為軸向應(yīng)力,沿著環(huán)焊縫圓周的方向(與環(huán)焊縫方向平行)的力為環(huán)向應(yīng)力。圖3、4分別給出了在不同線Q1、Q2下內(nèi)、外表面軸向殘余應(yīng)力分布,圖5、6分別給出了在不同線Q1、Q2下內(nèi)、外表面環(huán)向殘余應(yīng)力分布。
機械性能2.2醋酸裝置高速泵制造材料的選擇普通鋼鐵材料為基材制造的泵在一切濃度和溫度的醋酸中都會嚴(yán)重腐蝕。不銹鋼雖然是優(yōu)良的耐醋酸材料,但是對于中高溫高濃醋酸或含有其它腐蝕介質(zhì)等苛刻要求時,其耐蝕性能還達(dá)不到要求。醋酸裝置用高速泵由于有高速流體的沖蝕和局部汽蝕破壞,所以,合理選擇高強度和抗沖蝕性能好的耐腐蝕材料,保證水力部件的壽命非常重要。特殊耐腐蝕材料的價格都較普通材料貴幾倍甚至幾十倍以上。
合金的物理性能-ZRJWXTG密度8.14t/m3。
-熔化溫度范圍1370-1400℃。
-比熱440j/Kg.℃。
-居里溫度<-196℃。
合金的機械性能-抗拉強度850MPa。
-屈服強度350MPa。
-伸長率30%。
材料經(jīng)過電弧爐熔煉-AOD脫碳-電渣重熔,鋼質(zhì)較其他電弧熔煉的要純凈。可鍛軋或者軋制成毛坯,然后去氧化皮、退火固溶,固溶處理是鎳合金重要的一個熱處理方式,處理溫度對合金的組織和性能有非常重要的影響。當(dāng)固溶溫度過低,奧氏體晶粒長大不明顯,溫度過高晶粒長大速度加快,晶粒越粗大,只有合理溫度的熱處理才能保證合金性能的穩(wěn)定,組織呈單一奧氏體組織,有孿晶,化合物充分溶入基體中,保證合金材料的使用要求;
探討C—22合金的焊接工藝,對更好地利用及推廣C—22合金具有重要意義。1·C—22合金的焊接性分析(1)焊接熱裂紋鎳基合金的主體元素是Ni,而Ni是熱裂紋性很高的元素,可顯著降低有害元素(S、P)的溶解度,引起偏析,又能與許多元素形成熔點很低的低熔化合物或共晶,在應(yīng)力的作用下,有利于熱裂紋的形成。因此,應(yīng)盡量限制母材和焊材中S、P、C的含量,焊接之前,應(yīng)坡口及其附近25mm范圍內(nèi)含有能與Ni生成低熔共晶的元素(S、P、Pb、Sn、Zn等)的污染源。焊接工藝應(yīng)采用小的熱輸入,嚴(yán)格控制層間溫度。
焊接時,坡口表面油脂、氧化物、油漆等異物沒有清理干凈,或保護氣體種類不當(dāng)、純度不高、流量不合適等,則易產(chǎn)生焊接氣孔,晶間腐蝕C276在敏化溫度600℃~1200℃之間,停留時間長,超過10min,就會析出δ相及M6C,從而產(chǎn)生晶間腐蝕。C276管焊接工藝坡口制備及清理管子切割用機械方法,坡口加工采用坡口機或砂輪打磨,焊前清理*油、漆等所有雜質(zhì),清理范圍為坡口兩側(cè)及背面50~100mm,包括鈍邊、坡口內(nèi)側(cè),清理方法可用或酒精等溶劑擦洗,擦洗完畢,用不銹鋼絲刷刷凈清理。