UNS N10276, загальновідомий як Hastelloy C276, є першокласним сплавом нікелю та має виняткову стійкість до корозії. Хоча його основна властивість полягає в тому, що він стійкий до будь-яких речовин, починаючи від окислювачів і закінчуючи відновлювачами, його твердість також є критичною для його продуктивності. Цей блог заглиблюється в точний хімічний склад Hastelloy C276, його міцність і твердість.
UNS N10276 Хімічний склад
Властивості Hastelloy C276 є прямим результатом його хімічного складу, як визначено стандартами ASTM B574. У таблиці нижче наведені основні композиції.
|
елемент |
Вміст (%) |
Функції |
|
Нікель (Ni). |
Баланс |
Забезпечує фундаментальну аустенітну (гран-центровану кубічну) матрицю, забезпечуючи притаманну пластичність і міцність. |
|
Молібден (Mo). |
15.0 - 17.0 |
Основний зміцнювач твердого розчину. Атоми молібдену, будучи більшими за атоми нікелю, створюють значні деформації решітки, різко збільшуючи міцність і твердість. Він також надає чудову стійкість до відновлюючих кислот і ямкової/щілинної корозії. |
|
Хром (Cr). |
14.5 - 16.5 |
Забезпечує стійкість до окисних середовищ (наприклад, нітратів, солей заліза) і утворює захисну пасивну плівку. Помірно сприяє зміцненню твердого розчину. |
|
Вольфрам (W). |
3.0 - 4.5 |
Подібно до молібдену діє як потужний підсилювач твердого розчину, додатково підвищуючи -міцність при високих температурах і стійкість до локальної корозії. |
|
Залізо (Fe). |
4.0 - 7.0 |
Контрольована домішка, яка забезпечує деяке зміцнення твердого розчину, зберігаючи при цьому сумісність зі сплавом. |
|
Кобальт (Co). |
2,5 макс |
Зазвичай контролюється як домішка. |
|
Марганець (Mn). |
1,0 макс |
Розкислювач, який використовується в процесі плавлення. |
|
Ванадій (V). |
0,35 макс |
Контролюється як домішка. |
|
Кремній (Si). |
0,08 макс |
Зберігається на дуже низькому рівні, щоб запобігти утворенню крихких інтерметалічних фаз. |
|
Вуглець (C). |
0,01 макс |
Суворо зведено до мінімуму, щоб уникнути випадання карбідних фаз на межі зерен під час зварювання або термічного впливу, що може погіршити стійкість до корозії. |
|
Фосфор (P). |
0,04 макс |
|
|
Сірка (S). |
0,03 макс |
Шкідлива домішка зберігається на низькому рівні для підтримки чистоти та зварюваності. |
Розуміння UNS N10276Твердість
Твердість металу означає його стійкість до деформації, такої як вдавлення, подряпини або стирання. Твердість Hastelloy C276 досягається не за допомогою термічної обробки, а завдяки фундаментальному металургійному механізму, який називається зміцненням твердого розчину.
Чому Hastelloy C276 такий твердий?
Чистий нікель має відносно м'яку кристалічну структуру і добру пластичність. У Hastelloy C-276 молібден (Mo) і вольфрам (W) переважно розчинені в решітці нікелю з утворенням твердого розчину. Атомні розміри цих «розчинених» атомів відрізняються від розмірів «розчинних» атомів нікелю.
Більші атоми молібдену та вольфраму створюють локалізовані спотворення або деформації всередині впорядкованої решітки нікелю. Коли до матеріалу прикладаються сили, рух дислокацій (дефектів, які викликають пластичну деформацію в металах) значно перешкоджає цим полям деформацій.
Для переміщення дислокацій у спотвореній ґратці потрібно більше енергії. Це загальне обмеження руху дислокацій робить весь сплав міцнішим, міцнішим і твердішим, ніж чистий нікель або матеріали з меншим вмістом сплаву. Хром і залізо також сприяють цьому ефекту, але не так значно, як молібден і вольфрам.
UNS N10276 Значення твердості
Hastelloy C-276 зазвичай постачається в відпаленому стані, що забезпечує оптимальний баланс стійкості до корозії, пластичності та міцності. Його твердість у цьому стані стабільно висока завдяки властивому твердому розчину зміцненню.
Типовий діапазон твердості (відпалений стан):
Твердість за Роквеллом (HRC): 20 - 26 HRC.
Твердість за Брінеллем (HBW): 200 - 220 HBW.
Стійкість до стирання та ерозії: тверда поверхня протистоїть зношенню від суспензій, зважених частинок і високо{0}}швидкісних рідин.
Структурна цілісність: висока міцність дозволяє компонентам зберігати свою форму та протистояти деформації під високим тиском і механічним навантаженням.
Розгляд виготовлення: незважаючи на те, що ця твердість корисна в експлуатації, ця твердість означає, що механічна обробка та холодна обробка C276 потребують більшої потужності та відповідного інструменту порівняно з м’якшими матеріалами.
Висновок
Збільшивши вміст Mo та W для підвищення стійкості до корозії, одночасно зменшивши вміст вуглецю та кремнію, дослідники створили сплав, який є одночасно одним із найбільш стійких до корозії-матеріалів на Землі та одним із-для-обробки-високоефективних-нікелевих сплавів.
Вибираючи Hastelloy C276, ви обираєте сплав із правильним балансом твердості: досить міцний, щоб протистояти деформації в суворих умовах експлуатації, і водночас достатньо м’який, щоб його впевнено формувати та зварювати.
