UNS N10276, univerzalno poznat kao Hastelloy C276, vrhunska je legura nikla i ima izuzetnu otpornost na koroziju. Dok je njegovo primarno svojstvo izgrađeno na otpornosti na sve, od oksidirajućih do redukcijskih agenasa, njegova tvrdoća je jednako kritična za njegove performanse. Ovaj blog se bavi preciznim hemijskim sastavom Hastelloy C276 i njegovom snagom i tvrdoćom.
UNS N10276 Hemijski sastav
Svojstva Hastelloy C276 su direktan rezultat njegovog hemijskog sastava, kako je definisano standardima ASTM B574. Donja tabela prikazuje glavne kompozicije.
|
Element |
Sadržaj (%) |
Funkcije |
|
Nikl (Ni) |
Balans |
Pruža osnovnu austenitnu (kubičnu{0}}centriranu) matricu, osiguravajući inherentnu duktilnost i žilavost. |
|
molibden (Mo) |
15.0 - 17.0 |
Primarni čvrsti rastvor za jačanje. Atomi molibdena, budući da su veći od atoma nikla, stvaraju značajno naprezanje rešetke, drastično povećavajući snagu i tvrdoću. Takođe daje vrhunsku otpornost na smanjenje kiseline i koroziju udubljenja/pukotina. |
|
Krom (Cr) |
14.5 - 16.5 |
Pruža otpornost na oksidirajuće medije (npr. nitrate, željezne soli) i stvara zaštitni pasivni film. Umjereno doprinosi jačanju čvrstog rastvora. |
|
Volfram (W) |
3.0 - 4.5 |
Djeluje slično molibdenu kao snažan učvršćivač čvrste otopine, dodatno povećavajući čvrstoću na visokim{0}}temperaturama i lokaliziranu otpornost na koroziju. |
|
Gvožđe (Fe) |
4.0 - 7.0 |
Kontrolisana nečistoća koja daje određeno jačanje čvrstog rastvora uz održavanje kompatibilnosti legure. |
|
Kobalt (Co) |
2,5 max |
Obično se kontroliše kao nečistoća. |
|
Mangan (Mn) |
1,0 max |
Deoksidator koji se koristi tokom procesa topljenja. |
|
Vanadijum (V) |
0,35 max |
Kontrolisano kao nečistoća. |
|
Silicijum (Si) |
0,08 max |
Održava se na vrlo niskom nivou kako bi se spriječilo stvaranje krhkih intermetalnih faza. |
|
Ugljik (C) |
0,01 max |
Strogo minimizirano kako bi se izbjeglo taloženje karbidnih faza na granicama zrna tokom zavarivanja ili termičkog izlaganja, što bi moglo umanjiti otpornost na koroziju. |
|
Fosfor (P) |
0,04 max |
|
|
Sumpor (S) |
0,03 max |
Štetna nečistoća održava se na niskom nivou kako bi se održala čistoća i zavarljivost. |
Razumijevanje UNS N10276Tvrdoća
Tvrdoća metala se odnosi na njegovu otpornost na deformacije, kao što su udubljenje, grebanje ili habanje. Tvrdoća Hastelloy C276 se ne postiže termičkom obradom, već fundamentalnim metalurškim mehanizmom koji se zove ojačavanje čvrstim rastvorom.
Zašto je Hastelloy C276 tako tvrd?
Čisti nikal ima relativno meku kristalnu strukturu i dobru duktilnost. U Hastelloy C-276, molibden (Mo) i volfram (W) se prvenstveno rastvaraju u rešetki nikla kako bi se formirao čvrsti rastvor. Atomske veličine ovih "otopljenih" atoma razlikuju se od atoma nikla u "otapalu".
Veći atomi molibdena i volframa stvaraju lokalizirana izobličenja ili deformacije unutar uređene rešetke nikla. Kada se sile primjenjuju na materijal, pomicanje dislokacija (defekta koji uzrokuju plastičnu deformaciju u metalima) je značajno otežano ovim poljima deformacija.
Pomicanje dislokacija unutar iskrivljene rešetke zahtijeva više energije. Ovo sveukupno ograničenje kretanja dislokacija čini cijelu leguru jačom, čvršćom i tvrđom od čistog nikla ili materijala sa nižim sadržajem legure. Krom i željezo također doprinose ovom efektu, ali ne toliko značajno kao molibden i volfram.
UNS N10276 vrijednosti tvrdoće
Hastelloy C-276 se obično isporučuje u žarenom stanju, što pruža optimalnu ravnotežu otpornosti na koroziju, duktilnosti i čvrstoće. Njegova tvrdoća u ovom stanju je konstantno visoka zbog inherentnog ojačanja čvrstog rastvora.
Tipični raspon tvrdoće (stanje žarenja):
Tvrdoća po Rockwellu (HRC): 20 - 26 HRC.
Tvrdoća po Brinellu (HBW): 200 - 220 HBW.
Otpornost na abraziju i eroziju: tvrda površina otporna je na habanje od mulja, suspendovanih čestica i tečnosti velike brzine{0}}.
Strukturni integritet: Visoka čvrstoća omogućava komponentama da zadrže svoj oblik i odole su deformaciji pod visokim pritiskom i mehaničkim opterećenjem.
Razmatranje proizvodnje: Iako je korisna u radu, ova tvrdoća znači da obrada i hladna obrada C276 zahtijevaju više snage i odgovarajući alat u poređenju sa mekšim materijalima.
Zaključak
Povećanjem sadržaja Mo i W kako bi se poboljšala otpornost na koroziju uz smanjenje sadržaja ugljika i silicijuma, istraživači su stvorili leguru koja je i jedan od najotpornijih na koroziju{0}}materijala na Zemlji i jedan od najlakših-za-mašinskih-legura nikla visokih performansi.
Prilikom odabira Hastelloy C276, birate leguru s pravom ravnotežom tvrdoće: dovoljno jaka da odoli deformacijama u teškim radnim uvjetima, a opet dovoljno meka da se može pouzdano formirati i zavariti.
