하스텔로이 C-276 온도 제한

하스텔로이 C-276 합금은 텅스텐을 포함하는 니켈 크롬 몰리브덴 합금으로, 실리콘 탄소 함량이 매우 낮아 내부식성 합금으로 간주됩니다.
산화 및 환원 대기 모두에서 대부분의 부식성 매질의 성능.
피팅 부식, 틈새 부식 및 응력 부식에 대한 내성이 있습니다. Mo 및 Cr 함량이 높으면 합금이 염화물 이온 부식에 강하고 W 원소는 내식성을 더욱 향상시킵니다. 한편 하스텔로이 C-276 합금은 습한 염소가스, 차아염소산염, 이산화염소 용액에 대한 부식에 강한 몇 안 되는 소재 중 하나로 염화철, 염화구리 등의 고농도 염화물 용액에 대한 내식성을 갖고 있다. 다양한 농도의 황산용액에 적합하며 고온의 진한 황산용액에 적용할 수 있는 몇 안되는 소재 중 하나입니다.
Hastelloy C-276 합금의 물리적 특성은 다음과 같습니다.
재료 구성: 57Ni-16Cr-16Mo-5Fe-4W-2.5Co * -1Mn * -0.35V * -0.08Si * -0.01C * *는 큰 마진을 나타냅니다.
행정 기준: UNS N10276, ASTM B575, ASME SB575, DIN/EN 2.4819
밀도: 8.90g/cm3

Hastelloy C-276 합금의 용접 성능은 일반 오스테나이트계 스테인리스강과 비슷합니다. C-276를 용접하기 위해 용접 방법을 사용하기 전에 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW), 가스 금속 아크 용접(GMAW), 침지식 용접과 같은 용접부 및 열 영향부의 내식성을 줄이기 위한 조치를 취해야 합니다. 용접 및 열 영향부의 내식성을 감소시킬 수 있는 아크 용접 또는 기타 용접 방법. 그러나 재료 용접부 및 열 영향부의 탄소 함량 또는 실리콘 함량을 증가시킬 수 있는 산소 아세틸렌 용접과 같은 용접 방법은 적합하지 않습니다[2].
용접 조인트 형태의 선택은 Hastelloy C-276 합금 용접 조인트에 대한 ASME 보일러 및 압력 용기 코드의 성공적인 경험을 참조할 수 있습니다.
용접 홈은 가공하기 쉽지만 가공은 가공 경화를 가져오므로 용접하기 전에 가공 홈을 연마해야 합니다.
열크랙 발생을 방지하기 위해 용접시 적절한 입열속도를 사용하여야 합니다.
대부분의 부식성 환경에서 하스텔로이 C-276 합금은 용접 부품 형태로 적용될 수 있습니다. 그러나 극도로 열악한 환경에서 C-276 재료와 용접 부품은 우수한 내식성을 얻기 위해 용체화 열처리를 거쳐야 합니다.
Hastelloy C-276 합금의 용접은 용접 재료 또는 용가재로 사용하도록 선택할 수 있습니다. 다른 니켈 기반 합금이나 스테인리스강과 같은 하스텔로이 C-276 합금의 용접부에 특정 구성요소를 추가해야 하고 이러한 용접부가 부식성 환경에 노출되는 경우 용접에 사용되는 용접봉 또는 와이어 모재와 동등한 성질을 가져야 합니다.
Hastelloy C-276 합금 재료의 고용체 열처리에는 두 가지 프로세스가 포함됩니다.
1040도 ~1150도에서 가열;
2분 이내에 검은색 상태(약 400도)로 빠르게 냉각하여 처리된 재료가 우수한 내식성을 갖도록 합니다. 따라서 Hastelloy C-276 합금에 응력 제거 열처리를 수행하는 것만으로는 효과가 없습니다. 열처리 전에 열처리 과정에서 탄소 원소를 생성할 수 있는 합금 표면의 오일 얼룩과 같은 모든 먼지를 청소해야 합니다.
하스텔로이 C-276 합금의 표면은 용접 또는 열처리 중에 산화물을 생성하여 합금의 Cr 함량을 감소시키고 내식성에 영향을 미칩니다. 따라서 표면 청소가 필요합니다. 스테인레스 스틸 와이어 브러시 또는 숫돌을 사용하여 산세를 위해 질산과 불산의 적절한 비율의 혼합물에 담그고 깨끗한 물로 깨끗이 헹굽니다.
테스트 결과 및 분석
C-276 합금 파이프의 결정립 성장에 대한 열처리 온도의 영향. 10분 동안 1040~1200도에서 유지한 후 냉연 C-276 합금의 이음매 없는 파이프의 종방향 미세구조는 그림 1에 나와 있습니다. 1040~1200도 범위 내에서 열처리 후 , C-276 합금의 회수 및 재결정이 완료되었습니다. 1040도 열처리 후 입자 크기가 작아지고 입자에 쌍둥이가 많이 있습니다. 열처리 온도가 증가함에 따라 입자가 점차 성장합니다. 열처리 온도가 1080~1160도 사이이면 입자 크기가 비교적 균일합니다. 1200도에서 열처리하는 동안 개별 입자의 상당한 성장이 발생했습니다.
5분, 10분, 20분, 30분 동안 열처리 온도가 C-276 합금의 결정립 크기에 미치는 영향. 동일한 유지 시간에서 열처리 온도가 증가함에 따라 입자 크기가 점차 증가하고 입자 성장 경향이 동일함을 알 수 있습니다. 1040~1080도 범위의 온도에서 입자 성장이 빨라지고 1080~1160도 범위 내에서 느려지고 1160~1200도 범위의 온도에서 다시 가속됩니다.
결정립계 계면 에너지의 감소는 결정립 성장의 주요 원동력입니다. 결정립 성장 과정에서 결정립 크기의 증가는 전체 결정립계 면적의 감소에 해당하며, 결과적으로 시스템의 전체 계면 에너지가 감소합니다. 결정립 성장 속도는 결정립계 이동 메커니즘과 관련이 있으며 결정립계 이동 속도는 열 활성화 과정인 온도와 밀접한 관련이 있습니다. 대각 입계 이동 속도 M과 온도 T 사이의 관계는 Arre heni us 관계식(2426), 즉 M=Mg exp(-QR/T) 방정식: M을 만족합니다. 상수입니다. Q는 입계 이동의 겉보기 활성화 에너지, kJ/mol입니다. R은 기체 상수, J/(mol·K)이고; T는 열역학적 온도, K입니다.
입계 이동 속도 v와 구동 압력 P 사이의 관계는 다음과 같습니다. v=MP, 여기서 M은 입계 이동도입니다. 그리고 P=y,/D, 여기서 y. 계면 에너지이고 D는 입자 직경입니다. dD/dt를 적분하면 D=y, Mt가 식(1)을 식(2)로 대체하고 시간 t를 일정하다고 가정하면 D'= A exp (- QR/T) 여기서 A는 상수, A=y, M. 등식 (3)의 양변에 로그를 취하면 InD=1/2InA-Q/( 2RT) 여기서 Q는 입계 이동의 겉보기 활성화 에너지, kJ/mol입니다. R은 기체 상수, J/(mol·K)이고; T는 열역학적 온도, K입니다. InD는 1/T와 선형 관계를 가짐을 알 수 있습니다.
그림 3과 같이 1040-1200도에서 5-30분 동안 단열 후 C-276 합금 심리스 파이프의 평균 입자 크기를 계산하고 위의 식 (4)에 따라 회귀 분석을 수행합니다. 그림 3에서 서로 다른 유지 시간에서 선형 피팅 곡선이 서로 거의 평행하다는 것을 알 수 있습니다. 이 결과에 따르면 유지 시간이 10분일 때 결정립 크기 D와 열처리 온도 T의 관계는 lnD=0.5lnA-1.887 × 식 (5)에 따라 1040-1200도에서 10분 절연 후 C-276 합금에 대한 입계 이동의 겉보기 활성화 에너지는 313.77kJ/mol이며, 이는 매트릭스 격자에서 순수 니켈의 자체 확산 활성화 에너지보다 높습니다( 약 285.1kJ/mol) (27). 이것은 주로 C-276 합금이 더 많은 합금 원소를 포함하여 결정립 성장의 활성화 에너지를 증가시키고 결정립 성장을 억제하기 때문입니다.