니켈 기반 부식성 합금의 연구 진행
니켈 기반 합금은 많은 산업 부식 환경에서 독특한 부식 저항성과 고온 내식 저항성을 가질뿐만 아니라 강도, 가소성 및 강인성이 높으며 제련, 주조, 차갑고 변형, 가공 및 용접 될 수 있습니다. 그들은 석유 화학, 에너지, 해양, 항공 우주 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.
1 구성 및 분류
니켈은 알칼리성 용액에서 완전히 안정적이며 활성 가스 (불소, 염소, 브로민 및 수소), 수산화물 (예 : NaOH, KOH) 및 일부 유기 물질에 대한 부식성이 우수합니다. .
연구에 따르면 합금의 부식 저항을 개선하는 데 합금 요소가 니켈 합금의 표면에 형성된 패시베이션 필름의 안정성에서 비롯된 것으로 나타났습니다. 니켈 기반 합금의 니켈 함량은 30% 이상이며, 그 중 W (Ni+Fe)는 50%보다 큰 w (ni+Fe)는 철-니켈 기반 부식성 합금이라고하며, W (Ni)는 50%보다 니켈 기반 부식-내성 합금이라고합니다. 실제로 사용하면 니켈 기반 부식성 합금으로 간주 될 수 있습니다.
2 성능 및 응용 프로그램
2.1 Ni-CU 시스템
Ni 및 Cu는 모든 비례로 혼합되어 모넬 합금이라고하는 고체 용액 합금을 형성 할 수있다. Ni-Cu는 HF, 해수 및 틈새 부식에 대한 저항성이 좋습니다. 모넬 합금 Ni70CU30은 가장 초기의 니켈 기반 부식 내성 합금입니다. 산, 강한 알칼리 미디어 및 해수를 감소시킴으로써 강도와 강인함, 부식에 대한 저항력이 뛰어납니다. 일반적으로 하이드로 플루오르 산 (HF), 소금물, 중성 매체, 알칼리 염을 운반하고 산 배지 감소를위한 장비를 제조하는 데 사용됩니다.
모넬 합금은 캐스트 합금과 변형 된 합금 (롤링 된 제품)의 두 가지 범주로 나뉩니다. 가장 일반적으로 사용되는 Monel 합금은 Monel 400 및 Monel K500입니다.
모넬 합금은 부식성 밸브, 해군 선박 등에 널리 사용됩니다. 예를 들어, 북해 잠수함 오일 파이프 라인과 영국의 Thames Bridge에 사용 된 볼트와 견과류는 모두 Monel 400과 Monel K500으로 만들어졌습니다. 영국 클래스 I 선박의 프로펠러의 주요 샤프트와 펌프 부분은 모두 모넬 합금으로 만들어졌습니다. 프랑스 "Charles de Gaulle"항공 모함의 많은 장비 및 시스템은 Monel 재료로 만들어졌습니다. 미국의 일부 건물 지붕조차도 Pennsylvania Station, Brooklyn Museum of Art and Science, National Galler of Art, Pentagon 등과 같은 Monel Alloy를 사용합니다.
2.2 NI-CR, NI-FE-CR 시스템
NI-CR-FE 시스템에서, Fe 함량이 낮은 합금은 Inconel 합금이고, 더 높은 Fe 함량을 갖는 합금은 incoloy 합금이다. Incoloy 합금은 45%의 높은 Fe 함량이 높기 때문에 실제로 니켈 기반 합금에서 Fe-NI-CR 합금입니다. Inconel 합금의 주조 합금은 Cy240이고, 롤링 된 재료 등급은 Ineonel 600입니다. 이네 올로이 합금의 롤링 된 재료 등급은 Incoloy 800 합금입니다. 현재 부식 내성 니켈 기반 합금 중에서, 밸브 생산에서의 적용은 Monel 합금에 이어 두 번째입니다.
전형적인 NI-CR 부식 저항성 합금에는 Inconel 6 0 0 (국내 등급 0cr -15 ni75fe)가 포함됩니다. 고온과 부식에 내성이 있습니다. Inconel 690 (0cr30ni60fe)은 응력 부식과 입자 간 부식 저항을 개선했으며 화학 산업에서 널리 사용됩니다.
2.3 Hasteiloy 시리즈 고 부식성 합금
주요 합금 요소로서 CR 및 MO를 갖는 초저의 탄소 NI-CR-MO 시리즈는 Hastelloy Series (Hastelloy) 합금이라고도합니다. Hastelloy는 미국 Haynes International의 상표로 Haynes의 HA, Stei.lite의 Stell 및 Oy in Alloys로 구성됩니다. 고급 니켈 기반 합금으로서, Hastelloy는 습식 산소, 황산 및 강한 산화 염분과 같은 다양한 가혹한 부식 환경에 대한 부식성이 우수합니다.
표 5에 도시 된 바와 같이, Hastelloy 합금에는 주로 A, B, C, D, F, G, N, W 및 X 시리즈가 포함됩니다. Hastelloy 합금을 생산하는 주요 국제 회사에는 미국의 Haynes International Inc., 특수 금속 (Super Alloy Group) 및 독일의 Thyssenkrupp가 포함됩니다.
화학 식물에 사용 된 하스텔로이 합금은 주로 B, C 및 G입니다.이 세 가지 유형의 하스텔로이 합금의 기계적 특성은 표 6에 나와 있습니다.
(1) Hastelloy b
B 시리즈에는 B, 132 및 B3가 포함됩니다. 전형적인 조건 하에서 이러한 유형의 하스텔로이 합금의 부식 저항은 표 7에 나와있다. Hastelloy B 합금은 최상의 염산 내식성을 갖는다. Hastelloy B 합금의 탄소 함량을 0. 끓는 온도에서 농도의 임의의 농도의 염산 배지에 사용될 수 있으며, 감작 상태 및 후 웰드 상태에서 입자 간 부식성을 향상시킵니다.
1990 년대에 Hastelloy B -3의 발명은 중간 온도를 통과 할 때 Ni-MO 강수 단계가 침전하기 쉽고 처리 성능을 향상시킬 수 있다는 B -2의 단점을 완전히 변경했습니다. 그러나 Hastelloy B 및 Hastelloy B -2 합금에는 CR이 매우 낮으며 산화 환경에서는 사용할 수 없습니다.
(2) Hastelloy c
Hastelloy C는 NI-CR-MO 시스템이며 다양한 환경에 적응할 수있는 일반 목적 부식성 재료입니다. C 시리즈는 높은 수준의 합금을 가지고 있습니다. CR 요소와 MO 요소는 각각 산화 배지 및 매체를 감소시키는 부식에 저항하는 역할을하며, 함께 국소 부식에 저항하는 역할을한다 (구속 부식 및 틈새 부식).
C 시리즈에는 c, c -276, c -4, c -22 및 c -2000가 포함됩니다. C 시리즈의 첫 번째 합금 인 Hastelloy C는 1930 년대에 생산되었습니다. 1960 년대에는 c -276가있었습니다. 1970 년대에는 C -4가있었습니다. 1980 년대에는 c -22가있었습니다. 1990 년대에는 합금 59, 686 및 C -2000가있었습니다.
전기 화학적 방법은 해외에서 사용되어 NI-CR-MO 합금의 편 부식, 국소 부식, 응력 부식 및 패시베이션 거동을 연구했습니다. S Ghosh의 연구에 따르면 95도 NaCl 및 H3Po4 솔루션에서 C -276}는 UNS N08367 및 UNS N08028 합금보다 더 나은 내식성을 가졌다는 것을 보여 주었다.
(3) Hastelloy g
Hastelloy G는 NI-CR-CU-MO 시스템입니다. Cu 함유 ni _ cr _ m 0- Cu 합금은 Ni-CR-MO 합금 이외의 황산, 인산 및 기타 매체에 의한 부식에 더 저항력이 있습니다. CR 함량이 높은 NI-CR-MO-CU 합금은 황산, 인산, F-, Cl-, 인산 및 습식 인과 같은 황산과 같은 배지에서 우수한 내식성을 갖는다. Ni-CR-MO-CU 합금에 Si 및 B를 추가하면 뜨거운 농축 황산 부식에 저항 할 수 있으며 경도가 높고 내마모성이 우수한 특성을 가질 수 있습니다.
G 시리즈에는 g, g -3, g -30, g {-50 등이 포함됩니다. 전형적인 환경에서 G 합금의 부식 저항은 표 9에 표시됩니다. Hastelloy G -3 및 G {5}} 알로이는 강력한 산화 또는 혼합 환경에 대한 적용을 해결합니다. 새로운 Hastelloy G -35는 본질적으로 C 시리즈 합금의 조성물에 가까운 조성물을 갖는 NI-CR-MO 합금입니다.
이 발명은 여전히 강력한 산화 및 혼합 산 환경을 위해 설계되었으므로 상업용 브랜드는 여전히 G 시리즈로 분류됩니다.
