La aleación Hastelloy C-276 es una aleación de níquel cromo molibdeno que contiene tungsteno, que se considera una aleación resistente a la corrosión debido a su contenido extremadamente bajo de carbono de silicio.
El desempeño de la mayoría de los medios corrosivos en atmósferas de oxidación y reducción.
Tiene resistencia a la corrosión por picaduras, corrosión por grietas y corrosión por tensión. El alto contenido de Mo y Cr hace que la aleación sea resistente a la corrosión por iones de cloruro, y el elemento W mejora aún más la resistencia a la corrosión. Mientras tanto, la aleación Hastelloy C-276 es uno de los pocos materiales que es resistente a la corrosión de las soluciones húmedas de cloro gaseoso, hipoclorito y dióxido de cloro, y tiene resistencia a la corrosión de las soluciones de cloruro de alta concentración, como el cloruro de hierro y el cloruro de cobre. Adecuado para varias concentraciones de soluciones de ácido sulfúrico, es uno de los pocos materiales que se pueden aplicar a soluciones de ácido sulfúrico concentrado en caliente.
Las propiedades físicas de la aleación Hastelloy C-276 son las siguientes:
Composición del material: 57Ni-16Cr-16Mo-5Fe-4W-2.5Co * -1Mn * -0.35V * -0.08Si * -0.01C * * representa un gran margen
Normas ejecutivas: UNS N10276, ASTM B575, ASME SB575, DIN/EN 2.4819
Densidad: 8,90 g/cm3
El rendimiento de soldadura de la aleación Hastelloy C-276 es similar al del acero inoxidable austenítico ordinario. Antes de usar un método de soldadura para soldar C-276, se deben tomar medidas para reducir la resistencia a la corrosión de las soldaduras y la zona afectada por el calor, como soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW), soldadura por arco metálico con gas (GMAW), soldadura por arco sumergido soldadura por arco u otros métodos de soldadura que pueden reducir la resistencia a la corrosión de las soldaduras y la zona afectada por el calor. Sin embargo, los métodos de soldadura como la soldadura con oxiacetileno que pueden aumentar el contenido de carbono o el contenido de silicio de las soldaduras de material y la zona afectada por el calor no son adecuados [2].
La selección de formas de juntas de soldadura puede hacer referencia a la experiencia exitosa del Código ASME para calderas y recipientes a presión para juntas de soldadura de aleación Hastelloy C-276.
La ranura de soldadura es fácil de maquinar, pero el maquinado traerá endurecimiento por trabajo, por lo que es necesario pulir la ranura maquinada antes de soldar.
Se debe utilizar una velocidad de entrada de calor adecuada durante la soldadura para evitar la generación de grietas térmicas.
En la gran mayoría de ambientes corrosivos, la aleación Hastelloy C-276 se puede aplicar en forma de componentes soldados. Sin embargo, en entornos extremadamente hostiles, los materiales C-276 y los componentes de soldadura deben someterse a un tratamiento térmico de solución para lograr una buena resistencia a la corrosión.
La soldadura de la aleación Hastelloy C-276 puede optar por utilizarse como material de soldadura o como metal de aporte. Si se requiere agregar ciertos componentes a las soldaduras de la aleación Hastelloy C-276, como otras aleaciones a base de níquel o acero inoxidable, y estas soldaduras estarán expuestas a ambientes corrosivos, entonces la varilla de soldadura o el alambre que se usa para soldar debe tener propiedades equivalentes al metal base.
El tratamiento térmico de solución sólida del material de aleación Hastelloy C-276 incluye dos procesos:
Calefacción a 1040 grados ~ 1150 grados;
Enfriar rápidamente a un estado negro (alrededor de 400 grados) en dos minutos, para que el material tratado tenga buena resistencia a la corrosión. Por lo tanto, solo es ineficaz realizar un tratamiento térmico para aliviar la tensión en la aleación Hastelloy C-276. Antes del tratamiento térmico, se debe limpiar toda la suciedad, como las manchas de aceite en la superficie de la aleación que pueden producir elementos de carbono durante el proceso de tratamiento térmico.
La superficie de la aleación Hastelloy C-276 producirá óxidos durante la soldadura o el tratamiento térmico, lo que reduce el contenido de Cr en la aleación y afecta su resistencia a la corrosión. Por lo tanto, la limpieza de la superficie es necesaria. Puede usar un cepillo de alambre de acero inoxidable o una muela abrasiva, luego sumergirlo en una mezcla de proporciones adecuadas de ácido nítrico y ácido fluorhídrico para decapado, y luego enjuagarlo con agua limpia.
Resultados de la prueba y análisis
El efecto de la temperatura del tratamiento térmico en el crecimiento de grano de las tuberías de aleación de C-276. En la Figura 1 se muestra la microestructura longitudinal de los tubos sin costura de aleación de C-276 laminada en frío después de mantenerse a 1040~1200 grados durante 10 minutos. Se puede ver que después del tratamiento térmico dentro del rango de 1040~1200 grados , se ha completado la recuperación y recristalización de la aleación C-276. Después del tratamiento térmico a 1040 grados, el tamaño del grano es más pequeño y hay una gran cantidad de gemelos en el grano. A medida que aumenta la temperatura del tratamiento térmico, los granos crecen gradualmente; Cuando la temperatura del tratamiento térmico está entre 1080 y 1160 grados, el tamaño del grano es relativamente uniforme; Durante el tratamiento térmico a 1200 grados, se produjo un crecimiento significativo de los granos individuales.
El efecto de la temperatura del tratamiento térmico en el tamaño de grano de la aleación C-276 durante el aislamiento durante 5, 10, 20 y 30 minutos. Se puede ver que bajo el mismo tiempo de retención, el tamaño del grano aumenta gradualmente con el aumento de la temperatura del tratamiento térmico y la tendencia del crecimiento del grano es la misma. A temperaturas que van desde 1040 a 1080 grados, el crecimiento del grano es más rápido, mientras que se ralentiza dentro del rango de 1080 a 1160 grados, y se acelera de nuevo a temperaturas que van desde 1160 a 1200 grados.
La disminución de la energía de interfaz del límite de grano es la principal fuerza impulsora para el crecimiento de grano. Durante el proceso de crecimiento del grano, el aumento en el tamaño del grano corresponde a una disminución en el área límite del grano total, lo que resulta en una disminución en la energía de interfaz total del sistema. La tasa de crecimiento de grano está relacionada con el mecanismo de migración del límite de grano, y la tasa de migración del límite de grano está estrechamente relacionada con la temperatura, que es un proceso de activación térmica. La relación entre la tasa de migración del límite de grano de ángulo grande M y la temperatura T satisface la relación de Arre heni us (2426), es decir, la ecuación M=Mg exp (- QR/T): M. Es una constante; Q es la energía de activación aparente de la migración del límite de grano, kJ/mol; R es la constante de los gases, J/(mol · K); T es la temperatura termodinámica, K.
La relación entre la velocidad de movimiento del límite de grano v y la presión de conducción P es: v=MP, donde M es la movilidad del límite de grano; Y P=y,/D, donde y. es la energía interfacial y D es el diámetro del grano. Al integrar dD/dt, se puede obtener que D=y, Mt reemplaza la ecuación (1) con la ecuación (2), y suponiendo que el tiempo t es constante, se puede obtener que D '= A exp (- QR/T) donde A es una constante, A=y, M. Tomando el logaritmo de ambos lados de la ecuación (3) se puede obtener: InD=1/2InA-Q/( 2RT), donde Q es la energía de activación aparente de la migración del límite de grano, kJ/mol; R es la constante de los gases, J/(mol · K); T es la temperatura termodinámica, K. Se puede ver que InD tiene una relación lineal con 1/T.
Calcule el tamaño de grano promedio de las tuberías sin soldadura de aleación C-276 después del aislamiento a 1040-1200 grados durante 5-30 minutos y realice un análisis de regresión de acuerdo con la ecuación (4) anterior, como se muestra en la Figura 3. En la Figura 3, se puede ver que las curvas de ajuste lineal bajo diferentes tiempos de espera son aproximadamente paralelas entre sí. De acuerdo con este resultado, cuando el tiempo de mantenimiento es de 10 minutos, la relación entre el tamaño de grano D y la temperatura de tratamiento térmico T es: lnD=0.5lnA-1.887 × De acuerdo con la ecuación (5), la La energía de activación aparente de la migración del límite de grano para la aleación de C-276 después de 10 minutos de aislamiento a 1040-1200 grados es de 313,77 kJ/mol, que es mayor que la energía de activación de autodifusión del níquel puro en la red de la matriz ( alrededor de 285,1 kJ/mol) (27). Esto se debe principalmente a que la aleación C-276 contiene más elementos de aleación, lo que aumenta la energía de activación del crecimiento del grano e inhibe el crecimiento del grano.
