1. Ce este UNS N10665 și care sunt cele mai definitorii caracteristici metalurgice ale acestuia?
UNS N10665, cunoscut sub numele comercial Hastelloy B-2, este un aliaj de nichel-molibden. Caracteristica sa cea mai definitorie este un conținut extrem de ridicat de molibden, de obicei variind de la 26% la 30%. Spre deosebire de multe alte aliaje-rezistente la coroziune, practic nu conține crom (1,0% max) și fier foarte scăzut (2,0% max). Această chimie specifică îi conferă o rezistență de neegalat la acidul clorhidric (HCl) la toate concentrațiile și temperaturile, precum și rezistența la alți acizi ne-oxidanți, cum ar fi acidul sulfuric și fosforic, în condiții reducătoare. Din punct de vedere metalurgic, este un aliaj solid-întărit în soluție. Pentru produsele din plăci, producătorii trebuie să controleze strict conținutul de carbon și siliciu pentru a preveni precipitarea fazelor intermetalice (cum ar fi carburile Ni-Mo) în timpul sudării sau tratamentului termic, care altfel ar compromite grav ductilitatea.
2. De ce placa UNS N10665 este considerată dificil de sudat și ce proceduri specifice sunt necesare pentru a-și menține rezistența la coroziune?
UNS N10665 este notoriu dificil de sudat din cauza sensibilității sale la aportul de căldură și a riscului de precipitare în faza secundară. Problema principală este formarea de compuși intermetalici Ni-Mo (în special faza μ) în zona afectată de căldură-(HAZ). Acest lucru se întâmplă dacă placa este ținută la temperaturi ridicate (de obicei între 650-870 de grade) pentru prea mult timp. Această precipitație reduce drastic ductilitatea și duritatea la impact a plăcii și creează zone epuizate de crom-vulnerabile la atacul cuțitului-în mediile corozive.
Pentru a atenua acest lucru, sunt obligatorii proceduri specifice de sudare:
Intrare scăzută de căldură: sudorii trebuie să utilizeze un amperaj scăzut și viteze mari de deplasare pentru a menține temperatura între treceri strict sub 120 de grade (250 de grade F).
Metal de umplutură: este utilizat metal de umplutură potrivit (ER NiMo-7). Cu toate acestea, placa este adesea sudată în starea de recoacere în soluție.
Fără tratament termic post-sudare (PWHT): spre deosebire de oțelul carbon, PWHT este în general interzis pentru N10665. Supunerea ansamblului de plăci fabricat la temperaturi de reducere a tensiunii ar împinge materialul în intervalul periculos de precipitare, fragilizând sudura și HAZ.
Curățenie: Suprafața plăcii trebuie curățată cu meticulozitate de grăsime, ulei și vopsea, deoarece sulful și fosforul pot provoca crăpare la cald.
3. În ce scenarii specifice de procesare chimică ar specifica un inginer placa UNS N10665 peste un oțel inoxidabil standard sau chiar un aliaj din seria C-?
Un inginer ar specifica placa UNS N10665 atunci când mediul se reduce mai degrabă decât se oxidează. Oțelurile inoxidabile standard (304/316) se bazează pe crom pentru a forma un strat de oxid pasiv. În acizi reducători (cum ar fi HCl sau H₂SO₄ diluat fără oxidanți), acest strat de oxid se descompune, iar oțelul inoxidabil se corodează rapid.
În timp ce aliajele din seria C-(de exemplu, C-276) conțin crom, acel crom este de fapt un dezavantaj în anumite medii. În serviciul cu acid clorhidric, cromul poate fi atacat în mod preferenţial. N10665, lipsit de crom, este conceput special pentru concentrația de HCl de la 0% la 100% până la punctul de fierbere.
Prin urmare, alegeți N10665 în locul C-276 atunci când:
Acidul este strict reducător.
Nu sunt prezente specii oxidante (de exemplu, ioni ferici, ioni cuprici, oxigen dizolvat, acid azotic).
Aveți nevoie de cea mai mică viteză de coroziune uniformă posibilă în acid clorhidric pur. C-276 este superior în acizi amestecați sau în condiții de oxidare, dar B-2/N10665 este regele HCl pur.
4. Cum diferă procesul de tratament termic pentru placa UNS N10665 în comparație cu placa din oțel inoxidabil austenitic?
Procesul de tratare termică diferă semnificativ în funcție de scop, temperatură și viteza de stingere. Oțelurile inoxidabile austenitice (304/316) sunt recoapte în soluție pentru a dizolva carburile de crom, de obicei la 1040–1150 de grade, urmată de răcire rapidă (stingerea cu apă sau răcirea rapidă cu aer) pentru a preveni sensibilizarea.
Pentru UNS N10665, procesul este următorul:
Interval de temperatură: recoacere cu soluție se realizează la aproximativ 1065–1080 grade (1950–1975 grade F).
Viteza de stingere: stingerea imediată a apei este obligatorie. Răcirea cu aer nu este, în general, acceptabilă pentru plăcile groase, deoarece viteza de răcire este prea mică. Dacă placa se răcește lent în intervalul de la 870 de grade până la 650 de grade, permite precipitarea fazelor intermetalice Ni-Mo (faza μ) dăunătoare.
Atmosferă: Este necesară o atmosferă reducătoare strict controlată. Deoarece aliajul nu are crom, rezistența la oxidare este mai mică. Detartrarea excesivă sau oxidarea are loc mai ușor decât în cazul oțelului inoxidabil, ceea ce duce la pierderi de material dacă nu este controlată.
Distorsiune: stingerea rapidă a apei de la temperaturi ridicate induce stres termic semnificativ. Spre deosebire de oțel inoxidabil, N10665 are un modul de elasticitate mai mic, dar o rezistență foarte mare. Aplatizarea plăcii trebuie efectuată mecanic (nivelarea) după tratamentul termic, mai degrabă decât încercarea de a se nivela la cald în timpul răcirii.
5. Care sunt cerințele principale privind proprietățile mecanice pentru placa UNS N10665 conform ASTM B333 și cum afectează formarea la rece aceste plăci?
Conform ASTM B333 (Standard Specification for Nickel-Molybden Alloy Plate), cerințele mecanice tipice pentru UNS N10665 în starea de soluție-recoacetă sunt:
Rezistența la tracțiune: Minim 690 MPa (100 ksi).
Limita de curgere (0,2% compensare): Minim 283 MPa (41 ksi).
Alungire: Minim 40% în 2 inchi (50 mm).
În ceea ce privește formarea la rece:
Întărire prin lucru: N10665 lucru se întărește rapid. Deși inițial ductilă (alungire de 40%), îndoirea sau formarea plăcii induce creșteri semnificative de duritate și rezistență.
Arc-înapoi: aliajul are o limită de curgere ridicată. Prin urmare, prezintă o mai mare elastică-înapoi decât oțelul inoxidabil austenitic. Este necesară îndoirea peste-pentru a obține unghiul final corect.
Reducerea tensiunii: după cum sa menționat la sudare, efectuarea unei reduceri a tensiunii pe o placă N10665 formată-la rece este extrem de riscantă. Dacă placa a fost prelucrată la rece (de exemplu, rulată într-un cilindru), tensiunile interne sunt mari, dar încălzirea plăcii pentru a reduce aceste tensiuni va sensibiliza probabil materialul. Prin urmare, piesele trebuie formate în stare recoaptă, iar limitele de formare nu trebuie depășite, deoarece, de obicei, nu puteți „repara” în siguranță solicitările mai târziu fără a strica rezistența la coroziune.
Permeabilitatea magnetică: Spre deosebire de oțel inoxidabil, formarea la rece nu induce în general un magnetism semnificativ. N10665 rămâne în esență ne-magnetic chiar și după o muncă severă la rece, ceea ce este benefic pentru anumite carcase de instrumente sau anumite elemente interne ale reactoarelor chimice în care interferența magnetică este o problemă.
