UNS N10276, univerzalno poznat kao Hastelloy C276, vrhunska je legura nikla i ima izuzetnu otpornost na koroziju. Dok se njegovo primarno svojstvo temelji na otpornosti na sve, od oksidirajućih do redukcijskih sredstava, njegova je tvrdoća jednako kritična za njegovu izvedbu. Ovaj blog bavi se preciznim kemijskim sastavom Hastelloya C276 te njegovom čvrstoćom i tvrdoćom.
UNS N10276 Kemijski sastav
Svojstva Hastelloya C276 izravan su rezultat njegovog kemijskog sastava, kako je definirano standardima ASTM B574. Donja tablica prikazuje glavne sastave.
|
Element |
Sadržaj (%) |
Funkcije |
|
Nikal (Ni). |
Ravnoteža |
Pruža temeljnu austenitnu (kubičnu-centriranu) matricu, osiguravajući svojstvenu rastezljivost i žilavost. |
|
Molibden (Mo). |
15.0 - 17.0 |
Primarni pojačivač čvrste otopine. Atomi molibdena, budući da su veći od atoma nikla, stvaraju značajno naprezanje rešetke, drastično povećavajući snagu i tvrdoću. Također daje izvrsnu otpornost na reducirajuću kiselinu i rupičastu koroziju. |
|
Krom (Cr). |
14.5 - 16.5 |
Pruža otpornost na oksidirajuće medije (npr. nitrate, soli željeza) i stvara zaštitni pasivni film. Umjereno doprinosi jačanju čvrste otopine. |
|
Volfram (W). |
3.0 - 4.5 |
Djeluje slično molibdenu kao snažan pojačivač čvrste otopine, dodatno povećavajući čvrstoću na visokim-temperaturama i lokaliziranu otpornost na koroziju. |
|
Željezo (Fe). |
4.0 - 7.0 |
Kontrolirana nečistoća koja osigurava određeno ojačanje čvrste otopine uz održavanje kompatibilnosti legure. |
|
Kobalt (Co). |
2,5 maks |
Obično se kontrolira kao nečistoća. |
|
Mangan (Mn). |
1,0 maks |
Dezoksidant koji se koristi tijekom procesa taljenja. |
|
Vanadij (V). |
0,35 maks |
Kontrolirano kao nečistoća. |
|
Silicij (Si). |
0,08 maks |
Održava se na vrlo niskoj razini kako bi se spriječilo stvaranje lomljivih intermetalnih faza. |
|
Ugljik (C). |
0,01 maks |
Strogo minimiziran kako bi se izbjeglo taloženje karbidnih faza na granicama zrna tijekom zavarivanja ili toplinske izloženosti, što bi moglo smanjiti otpornost na koroziju. |
|
Fosfor (P). |
0,04 maks |
|
|
Sumpor (S). |
0,03 maks |
Štetna nečistoća održava se na niskoj razini kako bi se održala čistoća i zavarljivost. |
Razumijevanje UNS N10276Tvrdoća
Tvrdoća metala odnosi se na njegovu otpornost na deformacije, poput udubljenja, grebanja ili abrazije. Tvrdoća Hastelloya C276 ne postiže se toplinskom obradom, već temeljnim metalurškim mehanizmom koji se naziva ojačanje čvrste otopine.
Zašto je Hastelloy C276 tako tvrd?
Čisti nikal ima relativno meku kristalnu strukturu i dobru duktilnost. U Hastelloyu C-276, molibden (Mo) i volfram (W) primarno su otopljeni u rešetki nikla kako bi formirali čvrstu otopinu. Atomske veličine ovih "otopljenih" atoma razlikuju se od onih "otapala" atoma nikla.
Veći atomi molibdena i volframa stvaraju lokalizirana izobličenja ili napetosti unutar uređene rešetke nikla. Kada se sile primjenjuju na materijal, kretanje dislokacija (defekata koji uzrokuju plastičnu deformaciju u metalima) značajno je otežano ovim poljima deformacija.
Pomicanje dislokacija unutar iskrivljene rešetke zahtijeva više energije. Ovo sveukupno ograničenje kretanja dislokacija čini cijelu leguru jačom, žilavijom i tvrđom od čistog nikla ili materijala s nižim sadržajem legure. Krom i željezo također doprinose ovom učinku, ali ne tako značajno kao molibden i volfram.
UNS N10276 Vrijednosti tvrdoće
Hastelloy C-276 obično se 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 čvrste otopine.
Tipični raspon tvrdoće (stanje žarenja):
Rockwellova tvrdoća (HRC): 20 - 26 HRC.
Tvrdoća po Brinellu (HBW): 200 - 220 HBW.
Otpornost na abraziju i eroziju: tvrda površina otporna je na habanje od mulja, suspendiranih čestica i tekućina velike-brzine.
Strukturni integritet: visoka čvrstoća omogućuje komponentama da zadrže svoj oblik i odupru se deformacijama pod visokim pritiskom i mehaničkim opterećenjem.
Razmatranje izrade: Iako je korisna u uporabi, ova tvrdoća znači da strojna obrada i hladni rad C276 zahtijevaju više snage i odgovarajući alat u usporedbi s mekšim materijalima.
Zaključak
Povećanjem sadržaja Mo i W kako bi se povećala otpornost na koroziju uz smanjenje sadržaja ugljika i silicija, istraživači su stvorili leguru koja je i jedan od najotpornijih-materijala na Zemlji i jedna od-za-strojnu-strojnu obradu-legura nikla.
Kada birate Hastelloy C276, odabirete leguru s pravom ravnotežom tvrdoće: dovoljno jaku da se odupre deformacijama u teškim radnim uvjetima, a opet dovoljno meku da se pouzdano oblikuje i zavariva.
