La lega Hastelloy C-276 è una lega di nichel cromo molibdeno contenente tungsteno, che è considerata una lega resistente alla corrosione grazie al suo contenuto di carbonio di silicio estremamente basso.
Le prestazioni della maggior parte dei fluidi corrosivi sia in atmosfere di ossidazione che di riduzione.
Ha resistenza alla corrosione per vaiolatura, alla corrosione interstiziale e alla tensocorrosione. L'elevato contenuto di Mo e Cr rende la lega resistente alla corrosione da ioni cloruro e l'elemento W migliora ulteriormente la resistenza alla corrosione. Nel frattempo, la lega Hastelloy C-276 è uno dei pochi materiali resistenti alla corrosione da soluzioni di gas di cloro umido, ipoclorito e biossido di cloro e ha resistenza alla corrosione da soluzioni di cloruro ad alta concentrazione come cloruro di ferro e cloruro di rame. Adatto a varie concentrazioni di soluzioni di acido solforico, è uno dei pochi materiali che possono essere applicati a soluzioni di acido solforico concentrato a caldo.
Le proprietà fisiche della lega Hastelloy C-276 sono le seguenti:
Composizione del materiale: 57Ni-16Cr-16Mo-5Fe-4W-2.5Co * -1Mn * -0.35V * -0.08Si * -0.01C * * rappresenta un ampio margine
Norme esecutive: UNS N10276, ASTM B575, ASME SB575, DIN/EN 2.4819
Densità: 8,90 g/cm3
Le prestazioni di saldatura della lega Hastelloy C-276 sono simili a quelle del normale acciaio inossidabile austenitico. Prima di utilizzare un metodo di saldatura per saldare C-276, è necessario adottare misure per ridurre la resistenza alla corrosione delle saldature e della zona interessata dal calore, come la saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW), la saldatura ad arco metallico a gas (GMAW), la saldatura ad arco sommerso saldatura ad arco o altri metodi di saldatura che possono ridurre la resistenza alla corrosione delle saldature e della zona termicamente alterata. Tuttavia, i metodi di saldatura come la saldatura ossiacetilenica che possono aumentare il contenuto di carbonio o il contenuto di silicio delle saldature dei materiali e della zona termicamente alterata non sono adatti [2].
La selezione delle forme dei giunti di saldatura può fare riferimento all'esperienza di successo dell'ASME Boiler and Pressure Vessel Code per i giunti di saldatura in lega Hastelloy C-276.
La scanalatura di saldatura è facile da lavorare, ma la lavorazione porterà all'indurimento del lavoro, quindi è necessario lucidare la scanalatura lavorata prima della saldatura.
Durante la saldatura dovrebbe essere utilizzata una velocità di apporto di calore adeguata per evitare la generazione di cricche termiche.
Nella stragrande maggioranza degli ambienti corrosivi, la lega Hastelloy C-276 può essere applicata sotto forma di componenti saldati. Tuttavia, in ambienti estremamente difficili, i materiali C-276 e i componenti di saldatura devono essere sottoposti a trattamento termico di soluzione per ottenere una buona resistenza alla corrosione.
La saldatura della lega Hastelloy C-276 può scegliere di utilizzare se stessa come materiale di saldatura o metallo d'apporto. Se alcuni componenti devono essere aggiunti alle saldature della lega Hastelloy C-276, come altre leghe a base di nichel o acciaio inossidabile, e queste saldature saranno esposte ad ambienti corrosivi, la bacchetta o il filo utilizzato per la saldatura deve avere proprietà equivalenti al metallo di base.
Il trattamento termico in soluzione solida del materiale in lega Hastelloy C-276 include due processi:
Riscaldamento a 1040 gradi ~ 1150 gradi;
Raffreddare rapidamente a uno stato nero (circa 400 gradi) entro due minuti, in modo che il materiale trattato abbia una buona resistenza alla corrosione. Pertanto, solo l'esecuzione del trattamento termico di distensione sulla lega Hastelloy C-276 è inefficace. Prima del trattamento termico, è necessario pulire tutto lo sporco come le macchie di olio sulla superficie della lega che possono produrre elementi di carbonio durante il processo di trattamento termico.
La superficie della lega Hastelloy C-276 produrrà ossidi durante la saldatura o il trattamento termico, il che riduce il contenuto di Cr nella lega e ne compromette la resistenza alla corrosione. Pertanto, è necessaria la pulizia della superficie. È possibile utilizzare una spazzola metallica o una mola in acciaio inossidabile, quindi immergerla in una miscela di proporzioni adeguate di acido nitrico e acido fluoridrico per il decapaggio, quindi risciacquarla con acqua pulita.
Risultati dei test e analisi
L'effetto della temperatura del trattamento termico sulla crescita del grano dei tubi in lega C-276. La microstruttura longitudinale dei tubi senza saldatura di lega C -276 laminata a freddo dopo essere stata mantenuta a 1040 ~ 1200 gradi per 10 minuti è mostrata nella Figura 1. Si può vedere che dopo il trattamento termico nell'intervallo di 1040 ~ 1200 gradi , il recupero e la ricristallizzazione della lega C-276 sono stati completati. Dopo il trattamento termico a 1040 gradi, la dimensione del grano è più piccola e ci sono un gran numero di gemelli nel grano. All'aumentare della temperatura del trattamento termico, i chicchi crescono gradualmente; Quando la temperatura del trattamento termico è compresa tra 1080 e 1160 gradi, la dimensione del grano è relativamente uniforme; Durante il trattamento termico a 1200 gradi, si è verificata una crescita significativa dei singoli grani.
L'effetto della temperatura del trattamento termico sulla granulometria della lega C-276 durante l'isolamento per 5, 10, 20 e 30 minuti. Si può vedere che con lo stesso tempo di mantenimento, la dimensione del grano aumenta gradualmente con l'aumento della temperatura del trattamento termico e l'andamento della crescita del grano è lo stesso. A temperature comprese tra 1040 e 1080 gradi, la crescita del grano è più veloce, mentre rallenta nell'intervallo compreso tra 1080 e 1160 gradi e accelera nuovamente a temperature comprese tra 1160 e 1200 gradi.
La diminuzione dell'energia dell'interfaccia del bordo del grano è la principale forza motrice per la crescita del grano. Durante il processo di crescita del grano, l'aumento della dimensione del grano corrisponde a una diminuzione dell'area totale del bordo del grano, con conseguente diminuzione dell'energia di interfaccia totale del sistema. Il tasso di crescita del grano è correlato al meccanismo di migrazione del bordo del grano e il tasso di migrazione del bordo del grano è strettamente correlato alla temperatura, che è un processo di attivazione termica. La relazione tra la velocità di migrazione M del bordo di grano ad angolo grande e la temperatura T soddisfa la relazione Arre henius (2426), cioè l'equazione M=Mg exp (- QR/T): M. È una costante; Q è l'energia di attivazione apparente della migrazione del bordo di grano, kJ/mol; R è la costante dei gas, J/(mol · K); T è la temperatura termodinamica, K.
La relazione tra la velocità di movimento al bordo di grano v e la pressione di spinta P è: v=MP, dove M è la mobilità al bordo di grano; E P=y,/D, dove y. è l'energia interfacciale e D è il diametro del grano. Integrando dD/dt si ottiene che D=y, Mt sostituisce l'equazione (1) con l'equazione (2) e assumendo che il tempo t sia costante si ottiene che D '= A exp (- QR/T) dove A è una costante, A=y, M. Facendo il logaritmo di entrambi i membri dell'equazione (3) si può ottenere: InD=1/2InA-Q/( 2RT), dove Q è l'energia di attivazione apparente della migrazione del bordo di grano, kJ/mol; R è la costante dei gas, J/(mol · K); T è la temperatura termodinamica, K. Si può vedere che InD ha una relazione lineare con 1/T.
Calcola la dimensione media dei grani dei tubi senza saldatura in lega C-276 dopo l'isolamento a 1040-1200 gradi per 5-30 minuti ed esegui l'analisi di regressione in base all'equazione (4) di cui sopra, come mostrato nella Figura 3. Dalla Figura 3, si può vedere che le curve di adattamento lineare in diversi tempi di mantenimento sono approssimativamente parallele tra loro. In base a questo risultato, quando il tempo di mantenimento è di 10 minuti, la relazione tra la dimensione del grano D e la temperatura di trattamento termico T è: lnD=0.5lnA-1.887 × Secondo l'equazione (5), il l'energia di attivazione apparente della migrazione del bordo di grano per la lega C-276 dopo 10 minuti di isolamento a 1040-1200 grado è 313,77 kJ/mol, che è superiore all'energia di attivazione dell'autodiffusione del nichel puro nel reticolo della matrice ( circa 285,1 kJ/mol) (27). Ciò è dovuto principalmente al fatto che la lega C-276 contiene più elementi di lega, aumentando l'energia di attivazione della crescita del grano e inibendo la crescita del grano.
