Propriétés et introduction des matériaux spéciaux en alliage Hastelloy
Alliage Hastelloy
Introduction
L'Hastelloy est un type d'alliage à base de nickel. Il est actuellement divisé en trois séries : B, C et G. Il est principalement utilisé pour la corrosion forte qui ne peut pas être utilisée dans l'acier inoxydable Cr-Ni ou Cr-Ni-Mo à base de fer, les matériaux non métalliques, etc. A été largement utilisé dans le pétrole, l'industrie chimique, la protection de l'environnement et de nombreux autres domaines à l'étranger. Ses qualités et situations d'utilisation typiques sont présentées dans le tableau ci-dessous.
Afin d'améliorer la résistance à la corrosion et les propriétés de travail à froid et à chaud de l'Hastelloy, Hastelloy a apporté trois améliorations majeures. Le processus de développement est le suivant :
Série B : B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
Série C : C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) → C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)
Série G : G → G-3 (00Cr22Ni48Mo7Cu) → G-30 (00Cr30Ni48Mo7Cu)
Les matériaux les plus utilisés actuellement sont le N10665 (B-2), le N10276 (C-276), le N06022 (C-22), le N06455 (C-4) et le N06985 ( G-3). Les matériaux de troisième génération N10675 (B-3), N10629 (B-4) et N06059 (C-59) sont en phase de promotion. En raison des progrès de la technologie métallurgique, plusieurs marques de « super acier inoxydable » contenant environ 6 % de Mo sont apparues ces dernières années, remplaçant les alliages de la série G, provoquant un déclin rapide de la production et de l'utilisation des alliages de la série G.
2. Propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques de l'Hastelloy sont très remarquables. Il présente les caractéristiques d’une résistance élevée et d’une ténacité élevée, il est donc difficile à usiner. De plus, sa tendance à l’écrouissage est extrêmement forte. Lorsque le taux de déformation atteint 15 %, il est environ 18-8 deux fois supérieur à celui de l'acier inoxydable. L'Hastelloy possède également une zone de sensibilisation à température moyenne et sa tendance à la sensibilisation augmente avec l'augmentation du taux de déformation. Lorsque la température est élevée, l’Hastelloy absorbe facilement les éléments nocifs, entraînant une diminution de ses propriétés mécaniques et de sa résistance à la corrosion.
3. Alliages Hastelloy couramment utilisés
Alliage Hastelloy B-2 (alliage Hastelloy B-2)
Résistance à la corrosion
L'alliage Hastelloy B-2 est un alliage Ni-Mo à teneur extrêmement faible en carbone et en silicium. Il réduit la précipitation des carbures et d'autres phases dans la zone de soudure et affectée par la chaleur, garantissant ainsi que même dans des conditions de soudage, il présente également une bonne résistance à la corrosion. Comme nous le savons tous, l'alliage Hastelloy B-2 présente une excellente résistance à la corrosion dans divers milieux réducteurs et peut résister à la corrosion à n'importe quelle température et concentration d'acide chlorhydrique sous pression normale. Il présente une excellente résistance à la corrosion dans l'acide sulfurique non aéré à concentration moyenne, diverses concentrations d'acide phosphorique, d'acide acétique à haute température, d'acide formique et d'autres acides organiques, d'acide bromique et de gaz de chlorure d'hydrogène. Dans le même temps, il résiste également à la corrosion causée par les catalyseurs halogènes. Par conséquent, l'alliage Hastelloy B-2 est généralement utilisé dans une variété de procédés pétroliers et chimiques difficiles, tels que la distillation et la concentration d'acide chlorhydrique ; l'alkylation de l'éthylbenzène et la synthèse oxo à basse pression de l'acide acétique et d'autres procédés de production. Cependant, on le retrouve dans l'application industrielle de l'alliage Hastelloy B-2 depuis de nombreuses années :
(1) L'alliage Hastelloy B-2 présente deux zones de sensibilisation qui ont un impact considérable sur la résistance à la corrosion intergranulaire : une zone à haute température de 1 200 à 1 300 degrés et une zone à température moyenne de 550 à 900 degrés ;
(2) En raison de la ségrégation des dendrites dans le métal fondu et de la zone affectée thermiquement de l'alliage Hastelloy B-2, les phases intermétalliques et les carbures précipitent le long des joints de grains, les rendant plus sensibles à la corrosion intergranulaire ;
(3) L'alliage Hastelloy B-2 a une mauvaise stabilité thermique à moyenne température. Lorsque la teneur en fer de l'alliage Hastelloy B-2 descend en dessous de 2 %, l'alliage est sensible à la transformation de la phase bêta (phase Ni4Mo, un composé intermétallique ordonné). Lorsque l'alliage reste dans la plage de température de 650 à 750 degrés pendant une période légèrement plus longue, la phase est générée instantanément. L'existence d'une phase réduit la ténacité de l'alliage Hastelloy B-2, le rendant sensible à la corrosion sous contrainte, et provoque même l'endommagement de l'alliage Hastelloy B-2 lors de la production de matières premières (comme le processus de laminage à chaud) et processus de fabrication de l'équipement (tel que le traitement thermique global après soudage de l'équipement en alliage Hastelloy B-2) et les fissures de l'équipement en alliage Hastelloy B-2 dans l'environnement de service. De nos jours, la méthode de test standard désignée par mon pays et d'autres pays du monde pour la résistance à la corrosion intergranulaire de l'alliage Hastelloy B-2 est la méthode de l'acide chlorhydrique bouillant sous pression normale, et la méthode d'évaluation est la méthode de perte de poids. Étant donné que l'alliage Hastelloy B-2 est un alliage résistant à la corrosion par l'acide chlorhydrique, la méthode d'ébullition à pression normale de l'acide chlorhydrique est assez insensible pour tester la tendance à la corrosion intergranulaire de l'alliage Hastelloy B-2. Les instituts de recherche scientifiques nationaux ont utilisé la méthode de l'acide chlorhydrique à haute température pour étudier l'alliage Hastelloy B-2 et ont découvert que la résistance à la corrosion de l'alliage Hastelloy B-2 dépend non seulement de sa composition chimique, mais également de sa résistance thermique. processus de contrôle du traitement. Lorsque le processus de traitement thermique n'est pas correctement contrôlé, les grains de l'alliage Hastelloy B-2 non seulement se développent, mais la phase à haute teneur en Mo σ précipitera également entre les grains. À l’heure actuelle, la résistance à la corrosion intergranulaire de l’alliage Hastelloy B-2 est considérablement réduite. , lors de l'essai à l'acide chlorhydrique à haute température, la profondeur de gravure aux limites des grains de la plaque à gros grains et de la plaque normale différait d'environ deux fois.
