Хастеллои Ц4 је легура никла има термичку стабилност и отпорност на корозију у агресивним срединама. Као једна од структурно најстабилнијих легура никла, задржава своја својства чак и након дужег излагања високим температурама, што га чини непроцењивим за примене у хемијској преради.
Овај чланак представља свеобухватан преглед хемијског састава Хастеллои Ц4, физичких и механичких својстава, отпорности на корозију и примене.
Хастеллои Ц4 Хемијски састав
Хастеллои Ц4 је кована легура никла која обезбеђује перформансе у корозивним срединама. Састав карактерише низак садржај угљеника и силицијума, што значајно смањује ризик од таложења карбида и накнадне интергрануларне корозије у завареним конструкцијама.
Номинални хемијски састав Хастеллои Ц4 је приказан у следећој табели:
|
Композиција |
Садржај (%) |
|
никл (Ни) |
Стање (приближно 65%) |
|
хром (Цр) |
14-18 |
|
молибден (Мо) |
14-17 |
|
гвожђе (Фе) |
3 мак |
|
кобалт (Цо) |
2 мак |
|
титанијум (Ти) |
0,7 мак |
|
манган (Мн) |
1 мак |
|
силицијум (Си) |
0,08 мак |
|
угљеник (Ц) |
0,015 мак |
|
фосфор (П) |
0,04 мак |
|
сумпор (С) |
0,03 мак |
Стратешки изостанак волфрама разликује Хастеллои Ц4 од ранијих легура као што је Ц276, док значајно смањен садржај гвожђа побољшава термичку стабилност минимизирањем штетног формирања интерметалне фазе током продуженог излагања високим{2}}температурама.
Хастеллои Ц4 Пхисицал Пропертиес
Физичке особине Хастеллои Ц4 карактеристичне за легуре никла-хрома-молибдена:
Табела: Физичке особине Хастеллои Ц4
|
Имовина |
вредност |
Услови/Напомене |
|
Густина |
8,64 г/цм³ (0,312 лб/ин³) |
На 20 степени |
|
Тачка топљења |
1335-1380 степени (2435-2516 степени Ф) |
- |
|
Специфични топлотни капацитет |
408 Ј/кг· степен |
На 100 степени |
|
Тхермал Цондуцтивити |
10.1 W/m·K |
На 100 степени |
|
Коефицијент термичке експанзије |
10,9 × 10⁻⁶/ степен |
20-100 степени (средњи коефицијент) |
|
Елецтрицал Ресистивити |
1,25 μΩ·цм |
На 20 степени |
|
Модул еластичности |
211 ГПа (30,8 × 10³ кси) |
У напетости, на 20 степени |
|
Модул ригидности |
78,6 ГПа (11,4 × 10³ кси) |
На 20 степени |
Релативно ниска топлотна проводљивост и умерени коефицијент топлотног ширења Хастеллои Ц4. Висока електрична отпорност доприноси његовим добрим карактеристикама заваривања у поређењу са проводљивијим материјалима.
Хастеллои Ц4 механичка својства
Механичка својства собне температуре
У жареном стању, Хастеллои Ц-4 обично показује:
Затезна чврстоћа: 690-860 МПа (100-125 кси)
Јачина течења (0,2% помера): већа или једнака 275 МПа (већа или једнака 40 кси)
Издужење: веће или једнако 40% у 2 инча
Смањење површине: приближно 50%
Тврдоћа: Мања или једнака 217 ХБ (Бринелл) или Мања или једнака 95 ХРБ (Роцквелл Б)
Легура одржава изузетну дуктилност и жилавост чак и на криогеним температурама до -196 степени, са ударним вредностима Цхарпи В-зареза које обично прелазе 120 Ј на собној температури и -196 степени.
Својства повишене температуре
Хастеллои Ц4 има изузетну термичку стабилност, задржавајући корисна механичка својства на температурама до 1040 степени. Легура одржава добру дуктилност и отпорност на корозију чак и након-дуготрајног старења на 650-1040 степени.
Својства отпорности на корозију
Отпорност на корозију Хастеллои Ц4 представља њен највреднији атрибут, са демонстрираним перформансама у различитим корозивним окружењима:
Униформ Цорросион
Хастеллои Ц-4 показује изузетну отпорност на широк спектар корозивних медија, укључујући:
Топло контаминиране минералне киселине (сумпорна, хлороводонична, фосфорна киселина)
Органски и неоргански хлориди, суви хлорни гас
Мравља и сирћетна киселина, анхидрид сирћетне киселине
Растварачи, морска вода и раствори соли
Легура показује посебно добре перформансе у високо оксидирајућим срединама, где може надмашити Ц-276. Међутим, у јако редукујућим медијима као што је хлороводонична киселина, Ц-276 обично показује бољу отпорност.
Локализована корозија
Висок садржај молибдена (14-17%) пружа одличну отпорност на корозију удубљења и пукотина у срединама које садрже хлорид. Ово чини Хастеллои Ц-4 погодним за примену у морској води, бочастој води и хемијским процесима који укључују хлоридне катализаторе или загађиваче.
Ултра{0}}низак садржај угљеника (мањи или једнак 0,015%) значајно повећава отпорност на сензибилизацију и накнадну међугрануларну корозију. Овај критични атрибут минимизира формирање карбида на граници зрна у зонама које су погођене топлотом{3}}вара, омогућавајући да се легура користи у -завареном стању за већину примена у хемијским процесима без потребе за накнадним-жарењем раствором заваривања.
Истраживања су показала да правилно заварени спојеви Хастеллои Ц4 могу показати упоредиву или чак супериорну отпорност на корозију у односу на основни метал, са стопама корозије од чак 5,03 мм/годишње у стандардизованим тестовима интергрануларне корозије.
Термичка стабилност и микроструктурне карактеристике
Хастеллои Ц4 је посебно формулисан за побољшану термичку стабилност у поређењу са ранијим легурама никла. Стратешке контроле састава минимизирају стварање штетних интерметалних фаза и карбида током дужег излагања високим температурама.
Легура има аустенитну -центрирану кубичну структуру (ФЦЦ) која остаје стабилна у свом корисном температурном опсегу. Ова микроструктурна стабилност обезбеђује доследне перформансе у апликацијама на високим{2}}применама као што су системи за одсумпоравање димних гасова, опрема за хемијску обраду и постројења за поновну прераду нуклеарног горива где је термички циклус уобичајен.
Карактеристике производње и обраде
Заваривање
Хастеллои Ц4 има добру заварљивост користећи уобичајене технике заваривања фузијом, укључујући:
Електролучно заваривање волфрам гасом (ГТАВ/ТИГ)
Електролучно заваривање метала гасом (ГМАВ/МИГ)
Плазма лучно заваривање
Заварено електролучно заваривање метала (СМАВ)
Препоручене праксе укључују:
Коришћењем одговарајућег састава пунила (ЕРНиЦрМо-7) или наменских Хастеллои Ц-4 производа за заваривање.
Одржавање ниског уноса топлоте са међупролазним температурама испод 150 степени.
Уверите се да је материјал у жареном стању пре{0}}заваривања.
Правилно чишћење за уклањање загађивача.
Термичка обрада
Хастеллои Ц4 се обично испоручује у -отопљеном стању ради оптимизације отпорности на корозију. Легура се не може ојачати само термичком обрадом, јер не подлеже очвршћавању на падавинама.
Топли и хладни рад
Врући рад: Препоручени температурни опсег од 1080-900 степени са брзим хлађењем након обраде.
Хладна обрада: Захтева већу снагу од аустенитног нерђајућег челика због веће стопе очвршћавања; средње жарење може бити неопходно за тешке деформације.
