Tiến trình nghiên cứu của các hợp kim chống ăn mòn dựa trên niken
Các hợp kim dựa trên niken không chỉ có khả năng chống ăn mòn độc đáo và khả năng chống ăn mòn ở nhiệt độ cao trong nhiều môi trường ăn mòn công nghiệp, mà còn có độ bền cao, độ dẻo và độ dẻo dai cao, và có thể được luyện kim, đúc, biến dạng lạnh và nóng, được xử lý và hàn. Chúng được sử dụng rộng rãi trong hóa dầu, năng lượng, biển, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác.
1 Sáng tác và Phân loại
Niken hoàn toàn ổn định trong các dung dịch kiềm và có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời với các loại khí hoạt động (như flo, clo, brom và hydrua của chúng), hydroxit (như NaOH, KOH) và một số chất hữu cơ. .
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tác dụng của các yếu tố hợp kim đối với việc cải thiện khả năng chống ăn mòn của các hợp kim đến từ sự ổn định của màng thụ động hình thành trên bề mặt của hợp kim niken. Hàm lượng niken trong các hợp kim dựa trên niken là trên 30%, trong đó W (Ni+Fe) lớn hơn hoặc bằng 50% được gọi là hợp kim chống ăn mòn dựa trên sắt-nikel và W (NI) lớn hơn hoặc bằng 50% được gọi là hợp kim chống ăn mòn dựa trên niken. Trong sử dụng thực tế, tất cả chúng có thể được coi là hợp kim chống ăn mòn dựa trên niken.
2 Hiệu suất và ứng dụng
Hệ thống 2.1 Ni-Cu
Ni và Cu có thể được trộn theo bất kỳ tỷ lệ nào để tạo thành hợp kim dung dịch rắn, được gọi là hợp kim monel. Ni-Cu có khả năng chống lại HF, nước biển và kẽ hở tốt. Monel Alloy NI70CU30 là hợp kim chống ăn mòn dựa trên niken sớm nhất. Nó có cả sức mạnh và độ bền cao, và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời bằng cách giảm axit, môi trường kiềm mạnh mẽ và nước biển. Nó thường được sử dụng để sản xuất thiết bị để vận chuyển axit hydrofluoric (HF), nước muối, môi trường trung tính, muối kiềm và giảm môi trường axit.
Hợp kim monel được chia thành hai loại: hợp kim đúc và hợp kim biến dạng (sản phẩm cuộn). Hợp kim monel được sử dụng phổ biến nhất là Monel 400 và Monel K500
Hợp kim monel được sử dụng rộng rãi trong các van chống ăn mòn, tàu hải quân, vv ở nước ngoài. Ví dụ, các bu lông và các loại hạt được sử dụng trong đường ống dầu tàu ngầm Biển Bắc và cầu Thames ở Anh đều được làm bằng Monel 400 và Monel K500; Các trục chính và các bộ phận bơm của các cánh quạt của tàu hạng I của Anh đều được làm bằng hợp kim monel; Nhiều thiết bị và hệ thống của tàu sân bay "Charles de Gaulle" của Pháp được làm bằng vật liệu đơn. Ngay cả một số mái nhà của các tòa nhà ở Hoa Kỳ cũng sử dụng hợp kim Monel, như nhà ga Pennsylvania, Bảo tàng Nghệ thuật và Khoa học Brooklyn, Phòng trưng bày nghệ thuật quốc gia, Lầu năm góc, v.v.
2.2 NI-CR, NI-FE-CR
Trong hệ thống NI-CR-FE, hợp kim có hàm lượng Fe thấp hơn là hợp kim không ngừng và hợp kim có hàm lượng Fe cao hơn là hợp kim incoloy. Incoloy Alloy thực sự là hợp kim Fe-Ni-CR trong hợp kim dựa trên niken vì hàm lượng Fe cao là 45%. Hợp kim đúc của hợp kim Inconel là Cy240, và loại vật liệu cuộn là Ineonel 600. Lớp vật liệu cuộn của hợp kim Ineoloy là hợp kim Incoloy 800. Trong số các hợp kim dựa trên niken chống ăn mòn hiện tại, ứng dụng của chúng trong sản xuất van chỉ đứng thứ hai sau hợp kim monel.
Các hợp kim chống ăn mòn Ni-Cr điển hình bao gồm Inconel 6 0 0 (cấp độ trong nước 0cr -15 ni75fe). Nó vừa chống lại nhiệt độ cao và ăn mòn. Inconel 690 (0CR30NI60FE) đã cải thiện sự ăn mòn căng thẳng và kháng ăn mòn giữa các hạt và được sử dụng rộng rãi trong ngành hóa chất.
2.3 Hastiloy Series Hợp kim chống ăn mòn cao
Sê-ri Carbon Ni-Cr-MO cực kỳ thấp với CR và MO là các yếu tố hợp kim chính còn được gọi là hợp kim Hastelloy (Hastelloy). Hastelloy là nhãn hiệu của Haynes International, Hoa Kỳ, bao gồm HA ở Haynes, Stell ở Stei.lite và Oy trong hợp kim. Là một hợp kim dựa trên niken tiên tiến, Hastelloy có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đối với nhiều môi trường ăn mòn khắc nghiệt, như oxy ướt, axit sulfurous và môi trường muối oxy hóa mạnh.
Như thể hiện trong Bảng 5, Hợp kim Hastelloy chủ yếu bao gồm A, B, C, D, F, G, N, W và X Series. Các công ty quốc tế lớn sản xuất hợp kim Hastelloy bao gồm Haynes International Inc. của Hoa Kỳ, kim loại đặc biệt (Tập đoàn Super Alloy) và Thyssenkrupp của Đức.
Các hợp kim Hastelloy được sử dụng trong các nhà máy hóa học chủ yếu là B, C và G. Các tính chất cơ học của ba loại hợp kim Hastelloy này được thể hiện trong Bảng 6.
(1) Hastelloy b
Sê -ri B bao gồm B, 132 và B3. Điện trở ăn mòn của loại hợp kim Hastelloy này trong các điều kiện điển hình được thể hiện trong Bảng 7. Hợp kim Hastelloy B có khả năng chống ăn mòn axit clohydric tốt nhất. Giảm hàm lượng carbon của Hastelloy B hợp kim thành 0. Nó có thể được sử dụng trong môi trường axit clohydric ở bất kỳ nồng độ nào ở nhiệt độ sôi, và cải thiện khả năng chống ăn mòn giữa các tế bào ở trạng thái nhạy cảm và trạng thái sau hàn.
Vào những năm 1990, phát minh của Hastelloy B -3 đã thay đổi hoàn toàn nhược điểm của B -2 rằng pha kết tủa Ni-MO rất dễ kết tủa khi đi qua nhiệt độ trung gian và cải thiện hiệu suất xử lý. Tuy nhiên, Hastelloy B và Hastelloy B -2 hợp kim chứa CR rất thấp và không thể được sử dụng trong môi trường oxy hóa.
(2) Hastelloy c
Hastelloy C là một hệ thống NI-CR-MO và là một vật liệu chống ăn mòn đa năng có thể thích nghi với các môi trường khác nhau. Sê -ri C có mức độ hợp kim cao. Phần tử CR và phần tử MO đóng vai trò chống ăn mòn trong quá trình oxy hóa và giảm môi trường tương ứng, và cùng nhau đóng vai trò chống ăn mòn cục bộ (ăn mòn và ăn mòn kẽ hở).
Sê -ri C bao gồm C, C -276, C -4, C -22 và C -2000. Hợp kim đầu tiên của dòng C, Hastelloy C, được sản xuất vào những năm 1930. Trong những năm 1960, đã có C -276; Trong những năm 1970, đã có c -4; Trong những năm 1980, đã có C -22; Trong những năm 1990, đã có các hợp kim 59, 686 và C -2000.
Các phương pháp điện hóa đã được sử dụng ở nước ngoài để nghiên cứu sự ăn mòn giữa các hạt, ăn mòn cục bộ, ăn mòn căng thẳng và hành vi thụ động của hợp kim NI-CR-MO. Nghiên cứu của S Ghosh cho thấy rằng trong các giải pháp NaCl và H3PO4 95 độ, C -276 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với các hợp kim UNS N08367 và UNS N08028.
(3) Hastelloy g
Hastelloy G là một hệ thống NI-CR-Cu-MO. Ni có chứa Cu _ cr _ m 0- Cu hợp kim có khả năng chống ăn mòn nhiều hơn bởi axit sunfuric, axit photphoric và các phương tiện khác ngoài hợp kim NI-CR-MO. Các hợp kim NI-CR-C-CU có hàm lượng CR cao có khả năng chống ăn mòn tốt trong môi trường như axit sunfuric, axit photphoric, axit sunfuric có chứa axit F-, Cl-, photphoric và axit photphoric ướt. Thêm các hợp kim Si và B vào Ni-Cc-Cu có thể chống ăn mòn axit sunfuric đậm đặc nóng và có đặc điểm của độ cứng cao và khả năng chống mài mòn tốt.
Sê -ri G bao gồm g, g -3, g -30, g -50, v.v. Hastelloy G -35 mới về cơ bản là một hợp kim NI-CR-MO với một thành phần gần với hợp kim của dòng C.
Bởi vì phát minh của nó vẫn được thiết kế cho môi trường axit oxy hóa và hỗn hợp mạnh mẽ, thương hiệu thương mại vẫn được phân loại là dòng G.
