TP316L鋼板的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)力是真空熱脹形的理論基礎(chǔ)[5-8],對HastelloyC-276合金應(yīng)力行為的研究不但有助于對轉(zhuǎn)子屏蔽套真空熱脹形的理解,具有一定的理論價(jià)值,而且為轉(zhuǎn)子屏蔽套真空熱脹形過程的有限元模擬工作提供了必要的數(shù)據(jù)。然而,目前對HastelloyC-276合金應(yīng)力行為的研究卻很少,采用標(biāo)準(zhǔn)GB/T10120-1996規(guī)定的拉伸應(yīng)力實(shí)驗(yàn)方法。為了研究溫度對HastelloyC-276合金應(yīng)力行為的影響,分別在750,800,850和900℃4個(gè)溫度下進(jìn)行應(yīng)力實(shí)驗(yàn),相應(yīng)的初始應(yīng)力分別為250,250,250和200MPa。
焊絲型號ERNiCrMo-4,其化學(xué)成分和力學(xué)性能如表3、表4所示。4焊接工藝4.1管道切割管道現(xiàn)場采用等離子或無碳砂輪片進(jìn)行切割,再用不銹鋼刷子和干抹布清理打磨后的粉末等雜物。4.2坡口加工焊接坡口采用機(jī)械加工的方法,但是機(jī)械加工會帶來加工硬化,所以進(jìn)行焊前打磨。坡口成V型,如圖1所示。圖1焊縫坡口4.3管道組對、打底焊接管道組對前,要將坡口表面及內(nèi)外兩側(cè)60~80mm范圍內(nèi)采用角向磨光機(jī)打磨去除氧化膜直至露出金屬光澤,用或酒精等溶劑擦洗后,再用不銹鋼鋼絲刷刷去清洗時(shí)殘留在工件表面的污物。
我公司在寧波三菱PTA工程施工中,焊接哈氏合金管道320寸徑,大規(guī)格Φ273×12mm,介質(zhì)為腐蝕性較強(qiáng)PTA漿料,工作壓力14MPa,要求RT探傷100合格。2焊接性分析哈氏合金的導(dǎo)電率和導(dǎo)熱系數(shù)要比低碳鋼低得多,而電阻率和膨脹率都比低碳鋼高得多,熔池流動性差,潤濕性差,穿透力小,熔深淺。所以,容易產(chǎn)生氣孔、熱裂紋、未焊透、未等缺陷。容易產(chǎn)生氣孔:哈氏合金焊接前坡口處理不干凈,天氣潮濕,焊接過程中熔池保護(hù)不好,氫、氮等氣體容易滲入熔池。
1、純鎳:N5、N02201、Ni201、2.4068、Ni99.0LC、N6、N7、N02200、Ni200、2.4066、Ni99.0 。
2、蒙乃爾(Monel):N04400、N05500、Monel K500、國標(biāo):67Ni30Cu。
3、因科洛伊合金:N08800、Incoloy800、N08810、Incoloy800H、N08811、Incoloy800HT、N08825、Incoloy825、N08020、N08028、N08031 、Alloy31、Alloy28合金、Alloy20合金。
4、 因科奈爾合金:N07750、Inconel-X750合金、N07718、Inconel718合金、N06600、Inconel 600、N06601、Inconel601合金、N06690、Inconel690合金、Inconel600合金、N06600、N06625、Inconel625合金、ZRJWXTG。
5、哈氏合金:Hastelloy B-2、Hastelloy B-3、Hastelloy C-276、Hastelloy C-22、Hastelloy C-2000、Hastelloy G-30。
在熱處理過程中,由于碳和鉻、鉬等合金元素的擴(kuò)散速率不同,碳向晶界的擴(kuò)散速度大于鉻元素的擴(kuò)散速度,固溶溫度過低會造成合金硬度偏高,導(dǎo)致機(jī)械性能降低,固溶處理的目的是使鎳基合金在高溫下快速冷卻,在很短的時(shí)間通過敏化溫度區(qū)域,過飽和的碳來不及大量析出,貧鉻區(qū)來不及充分形成,使材料產(chǎn)出的晶間腐蝕敏感性降低,不充分的固溶會導(dǎo)致晶內(nèi)存在未溶碳化物聚集在原始晶界,使得晶界產(chǎn)生貧鉻區(qū);
而且在每種掃描尺度上,都隨機(jī)選取了至少5個(gè)測量點(diǎn),不過70μm尺度的AFM測量由于耗時(shí)太長只選取了3個(gè)測量點(diǎn)。AFM圖像的處理使用了NanoscopeIII,對AFM測量結(jié)果中的進(jìn)一步分析使用了matlab。測量的每張AFM圖像一般使用2階flatten處理。在必要時(shí),AFM圖像處理過程中將一些有錯(cuò)誤的掃描線去除,這些掃描線的錯(cuò)誤來自于AFM測量過程中由于表面起伏過于劇烈導(dǎo)致的探針與表面的*脫離。
在許多腐蝕環(huán)境中合金C和C-276的耐蝕性相似。在合金C-276的焊接熱影響區(qū)不存在連續(xù)的晶粒邊界偏析,因此不會產(chǎn)生嚴(yán)重的晶間腐蝕。C-276可以在焊態(tài)下使用,但在某些工藝條件下即使低碳低硅的C-276也對晶間腐蝕較,C-276并不具備足夠的熱穩(wěn)定性,在650~1090℃溫度范圍內(nèi)長時(shí)間時(shí)效后,也會在晶界析出碳化物或伴隨產(chǎn)生金屬間化合物μ相(Co2Mo6型),使抗晶間腐蝕性能下降。具有顯著的高溫穩(wěn)定性,當(dāng)置于650~1040℃*時(shí)效后,呈現(xiàn)良好的延展性和耐晶間腐蝕性能。
焊縫熱影響區(qū)的腐蝕傾向?qū)τ贜i-Cr-Mo系鎳基合金來說,焊材選擇合理的前提下,在某些特殊腐蝕介質(zhì)中,焊縫熱影響區(qū)發(fā)生腐蝕的幾率高于焊縫區(qū)。因?yàn)楹缚p熱影響區(qū)在高溫狀態(tài)下有可能會發(fā)生合金燒損,Cr、Mo等碳化物沉淀,引起晶界貧Cr、貧Mo而造成在某些介質(zhì)中的晶間腐蝕及應(yīng)力腐蝕,所以,Ni-Cr-Mo合金焊接時(shí),應(yīng)盡量縮短在高溫的停留時(shí)間,以避免Cr、Mo等元素?fù)p失。試板焊接時(shí)反面采用99·999Ar進(jìn)行保護(hù),并且在焊前約1min提前通入氬氣。
對加熱至沸點(diǎn)以下的和低濃度的硫酸腐蝕也有相當(dāng)?shù)目沽?。Haynes625是以Mo,Nb為主要強(qiáng)化元素的固溶強(qiáng)化合金,從低溫到1095℃溫度范圍內(nèi)具有良好的強(qiáng)度和韌性,在650℃以下具有良好的疲勞性能,在空氣中高達(dá)980℃還有很好強(qiáng)度和剝蝕能力,因而多應(yīng)用在高溫和場合,作噴氣發(fā)動機(jī)部件,航宇結(jié)構(gòu)部件和化工設(shè)備。Haynes公司將Haynes625合金歸入了耐熱合金系列。
Ni系,特性為耐熱,有良好的抗高溫氧化和耐氯離子斷裂性能,在高濃度氯化物中以及含有微量氯化物和氧的熱水和高溫水中,具有良好的耐腐蝕性能。在制造加熱器、換熱器、蒸發(fā)器、蒸餾塔以及脂肪酸處理用冷凝器等有這不可替代的作用,其焊接性能和機(jī)械性能良好,承受高溫及高壓性良好,國內(nèi)外消耗量巨大,合金的生產(chǎn)工藝使得合金材料出口歐美等國家,實(shí)現(xiàn)了化,我廠材料已達(dá)到了水平;
焊絲前端處于氣體保護(hù)中,杜絕斷續(xù)送絲以保證保護(hù)氣氛,避免用焊絲攪拌熔池,填滿弧坑后滯后幾十秒停氣以防熱裂紋。在保證保護(hù)氣氛和完好熔合的前提下,焊接速度不能過慢以防金屬元素過度燒損,破壞了C276本來的耐蝕性。3.4熱處理如3.2所述C276屬中溫敏化金屬,為避免敏化傾向加劇晶間腐蝕,不*600℃~700℃左右的消應(yīng)力熱處理。固溶Ni-Cr-Mo抗腐蝕合金,可做固溶退火+迅速空冷處理,以強(qiáng)化其抗腐蝕相的彌散分布,也可做時(shí)效處理。
通常用作貼襯的C276薄板并不是拼接而是搭接在一起的,如圖1所示。*采用25mm的搭邊量,在各個(gè)轉(zhuǎn)角,需要設(shè)計(jì)形狀相符的薄板,合金鋼貼襯要求緊貼基板,在與基體材料連接的尾端,一般需要安裝膨脹連接器。表4C276材料中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大、小值數(shù)值范余量。圖1貼襯的搭接結(jié)構(gòu)焊件表面清理是C276等鎳基耐蝕合金焊接成功的重要要求,否則容易增加其熱裂傾向。焊接之前,一般要清潔基材和合金板材,用去除坡口邊緣30mm范圍內(nèi)的油脂、水垢和其他污染物。