UNS N10276, универсално известен като Hastelloy C276, е първокласна никелова сплав и има изключителна устойчивост на корозия. Въпреки че основното му свойство е изградено върху устойчивостта на всичко - от окислители до редуциращи агенти, неговата твърдост е еднакво критична за неговото представяне. Този блог разглежда точния химически състав на Hastelloy C276 и неговата здравина и твърдост.
UNS N10276 Химичен състав
Свойствата на Hastelloy C276 са пряк резултат от неговия химичен състав, както е определено от стандартите ASTM B574. Таблицата по-долу очертава основните състави.
|
елемент |
Съдържание (%) |
Функции |
|
Никел (Ni). |
Баланс |
Осигурява основната аустенитна (лицево-центрирана кубична) матрица, осигуряваща присъща пластичност и издръжливост. |
|
Молибден (Mo). |
15.0 - 17.0 |
Основният усилвател на твърд разтвор. Атомите на молибдена, тъй като са по-големи от атомите на никела, създават значително напрежение на решетката, което драстично увеличава якостта и твърдостта. Той също така осигурява превъзходна устойчивост на редуциращи киселини и корозия на цепнатини/пукнатини. |
|
Хром (Cr). |
14.5 - 16.5 |
Осигурява устойчивост на окислителни среди (напр. нитрати, железни соли) и образува защитен пасивен филм. Допринася умерено за укрепване на твърдия разтвор. |
|
Волфрам (W). |
3.0 - 4.5 |
Действа подобно на молибдена като мощен усилвател на твърдия разтвор, като допълнително повишава якостта при високи-температури и устойчивостта на локализирана корозия. |
|
Желязо (Fe). |
4.0 - 7.0 |
Контролиран примес, който осигурява известно укрепване на твърдия разтвор, като същевременно поддържа съвместимост със сплавта. |
|
Кобалт (Co). |
2,5 макс |
Обикновено се контролира като примес. |
|
Манган (Mn). |
1,0 макс |
Дезоксидант, използван по време на процеса на топене. |
|
Ванадий (V). |
0,35 макс |
Контролиран като примес. |
|
Силиций (Si). |
0,08 макс |
Поддържа се на много ниско ниво, за да се предотврати образуването на крехки интерметални фази. |
|
Въглерод (C). |
0,01 макс |
Строго сведен до минимум, за да се избегне утаяването на карбидни фази по границите на зърната по време на заваряване или термично излагане, което може да наруши устойчивостта на корозия. |
|
Фосфор (P). |
0,04 макс |
|
|
Сяра (S). |
0,03 макс |
Вреден примес се поддържа на ниско ниво, за да се поддържа чистота и заваряемост. |
Разбиране на UNS N10276твърдост
Твърдостта на метала се отнася до неговата устойчивост на деформация, като вдлъбнатина, надраскване или абразия. Твърдостта на Hastelloy C276 не се постига чрез термична обработка, а чрез основен металургичен механизъм, наречен укрепване на твърдия разтвор.
Защо Hastelloy C276 е толкова твърд?
Чистият никел има сравнително мека кристална структура и добра пластичност. В Hastelloy C-276 молибденът (Mo) и волфрамът (W) се разтварят основно в никелова решетка, за да образуват твърд разтвор. Атомните размери на тези "разтворени" атоми се различават от тези на "разтворимите" никелови атоми.
По-големите атоми на молибден и волфрам създават локализирани изкривявания или деформации в подредената никелова решетка. Когато върху материала се прилагат сили, движението на дислокации (дефекти, които причиняват пластична деформация в металите) е значително възпрепятствано от тези полета на напрежение.
Преместването на дислокации в изкривената решетка изисква повече енергия. Това цялостно ограничение на движението на дислокация прави цялата сплав по-здрава, по-здрава и по-твърда от чистия никел или материали с по-ниско съдържание на сплав. Хромът и желязото също допринасят за този ефект, но не толкова значително, колкото молибденът и волфрамът.
UNS N10276 Стойности на твърдост
Hastelloy C-276 обикновено се доставя в закалено състояние, което осигурява оптимален баланс на устойчивост на корозия, пластичност и здравина. Неговата твърдост в това състояние е постоянно висока поради присъщото укрепване на твърдия разтвор.
Типичен диапазон на твърдост (отгрято състояние):
Твърдост по Рокуел (HRC): 20 - 26 HRC.
Твърдост по Бринел (HBW): 200 - 220 HBW.
Устойчивост на абразия и ерозия: Твърдата повърхност е устойчива на износване от суспензии, суспендирани частици и високо{0}}скоростни течности.
Структурна цялост: Високата якост позволява на компонентите да запазят формата си и да издържат на деформация при високо налягане и механично натоварване.
Съображения за производство: Въпреки че е полезна при експлоатация, тази твърдост означава, че машинната обработка и студената обработка C276 изискват повече мощност и подходящи инструменти в сравнение с по-меките материали.
Заключение
Чрез увеличаване на съдържанието на Mo и W, за да подобрят устойчивостта на корозия, като същевременно намалят съдържанието на въглерод и силиций, изследователите създадоха сплав, която е както един от най-корозионно{0}}устойчивите материали на Земята, така и една от най-лесните-за-машинна обработка високо-производителни никелови сплави.
Когато избирате Hastelloy C276, вие избирате сплав с правилния баланс на твърдост: достатъчно здрава, за да устои на деформация при тежки условия на работа, но достатъчно мека, за да бъде уверено формована и заварявана.
