چالش های ماشینکاری منحصر به فرد ارائه شده توسط Hastelloy B-2 Round Bar چیست و چگونه می توان آنها را کاهش داد؟

1. چه چیزی Hastelloy B-2 را به عنوان یک آلیاژ "اسب کار" تعریف می کند، و چگونه میله گرد برای پردازشگرهای شیمیایی مفید است؟

Hastelloy B{4}}2 (UNS N10665) به دلیل مقاومت استثنایی آن در برابر محیط‌های کاهش‌دهنده، به‌ویژه اسید کلریدریک، اسید سولفوریک و اسید فسفریک در غلظت‌ها و دماهای مختلف، اغلب به عنوان یک اسب کار در صنعت پردازش شیمیایی (CPI) شناخته می‌شود. بر خلاف فولادهای زنگ نزن که برای محافظت به لایه اکسیدی متکی هستند (و می توانند به سرعت در کاهش اسیدها شکست بخورند)، B{7}}2 یک آلیاژ نیکل-مولیبدن است. محتوای بالای مولیبدن (26-30٪) مقاومت ذاتی را در برابر حمله و سوراخ شدن یکنواخت در این شرایط سخت و کم اکسیژن ایجاد می کند.

هنگامی که به عنوان یکنوار گرد، این ماده برای ساخت قطعات مکانیکی حیاتی بسیار ارزشمند می شود. در یک کارخانه شیمیایی، سیستم های لوله کشی جریان عمده را کنترل می کنند، امانوار گردنقطه شروع قطعاتی است که آن جریان را کنترل، آب بندی و هدایت می کنند.

بینش صنعت:
از یک میله گرد، تولید کنندگان قطعاتی را ماشین می کنند که باید هم در برابر محیط های خورنده و هم استرس مکانیکی مقاومت کنند. به عنوان مثال،شفت پمپانتقال اسید کلریدریک باید در مقابل ایجاد حفره از اسید در حین تحمل استرس پیچشی مقاومت کند. به همین ترتیب،ساقه سوپاپوغدد مهر و مومماشین کاری شده از B-دو میله گرد باید تحمل ها و پوشش های سطحی را برای جلوگیری از نشتی حفظ کند، در حالی که مواد پایه در برابر خوردگی بین دانه ای مقاوم است. خواص ایزوتروپیک یک میله گرد آهنگری و آنیل شده با کیفیت بالا تضمین می کند که قطعه ماشینکاری شده بدون توجه به جهت ساختار دانه، مقاومت خوردگی یکنواختی دارد.

2. چرا کنترل فازهای متالورژیکی هنگام تعیین Hastelloy B-2 Round Bar بسیار حیاتی است؟

تعیین Hastelloy B-2 صرفاً در مورد انتخاب شیمی مناسب نیست. این در مورد اطمینان از ریزساختار صحیح است. مهم‌ترین خطر مرتبط با این آلیاژ، بارش ترکیبات بین‌فلزی فاز دوم، یعنی فازهای مرتب‌شده Ni-Mo (به ویژه فاز یا Ni4MoNi4​Mo)، زمانی که ماده در معرض دماهای بین 1200 درجه فارنهایت تا 1600 درجه فارنهایت (650 درجه تا 870 درجه) قرار می‌گیرد، است.

اینجاست که مشخصات "نوار گرد" به موضوع ایمنی و طول عمر تبدیل می شود. اگر یک میله گرد به طور نامناسبی-در حرارت حرارتی یا آهنگری ساخته شود، یا در حین ساخت خیلی آهسته سرد شود، این مراحل شکننده می توانند رسوب کنند.

نتیجه:
اگر یک میله گرد حاوی این رسوبات در یک فلنج یا اتصالات ماشینکاری شود و سپس در معرض یک محیط خورنده (مانند HCl داغ) قرار گیرد، نواحی اطراف رسوبات نسبت به ماتریس آندی می شوند. این منجر به خوردگی بین دانه ای سریع و فاجعه آمیز می شود. این ماده می تواند به معنای واقعی کلمه در امتداد مرزهای دانه متلاشی شود.

بهترین روش صنعت:
بنابراین، استانداردهای صنعتی (مانند ASTM B335) حکم می‌کنند که Hastelloy B-2 میله گرد باید در شرایط آنیل شده با محلول (معمولاً حدود 2050 درجه فارنهایت / 1120 درجه) و سپس خاموش کردن سریع (کوئنچ آب) عرضه شود. این تضمین می کند که مولیبدن در یک محلول جامد فوق اشباع- نگهداری می شود و ریزساختار تمیز و انعطاف پذیر است. هنگام تهیه منبع B-2 بار، کاربران نهایی باید فرآیند عملیات حرارتی را تأیید کنند تا از "جعلی" یا سرد شدن نامناسب موجودی جلوگیری شود.

3. چالش های ماشینکاری منحصر به فرد ارائه شده توسط Hastelloy B-2 Round Bar چیست و چگونه می توان آنها را کاهش داد؟

ماشینکاری Hastelloy B-2 از میله گرد به یک جزء تمام شده بسیار دشوار است. اگرچه ممکن است برای یک آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی غیر منطقی به نظر برسد، B-2 بسیار حساس بهکار سخت شدن. برخلاف فولاد کربنی که یک تراشه پیوسته را تشکیل می دهد، B-2 تمایل به صفرا و لکه دار شدن دارد.

چالش:

سخت شدن سریع:در طول ماشینکاری، ابزار برش می تواند سطح میله را سرد-کار کند. اگر برش خیلی سبک باشد، ابزار روی این سطح سخت شده سوار می شود که منجر به سایش بیش از حد ابزار (سایش) و پوشش ضعیف سطح می شود.

تولید گرما:B-2 رسانایی حرارتی ضعیفی در مقایسه با فولاد دارد. گرمای تولید شده در حین برش در نوک ابزار و قطعه کار باقی می‌ماند، نه اینکه در براده‌ها پخش شود. این کار عمر ابزار را به شدت کاهش می دهد.

گند زدن:این آلیاژ تمایل دارد به ابزار برش بچسبد و یک لبه{0} ساخته شده ایجاد کند که منجر به عدم دقت در قسمت ماشینکاری شده می شود.

استراتژی های کاهش در صنعت:
برای ماشینکاری موفقیت آمیز میله گرد B-2، مغازه ها از استراتژی های خاصی استفاده می کنند:

بریدگی های سنگین:استفاده از عمق های تهاجمی برش برای برشزیرلایه کار{0}}سخت شده از پاس قبلی.

ابزار تیز:استفاده از درج‌های تیز و مثبت- (اغلب کاربید) برای برش مواد به جای فشار دادن آن.

سختی:تنظیم دستگاه باید سفت و سخت باشد تا از گپ زدن جلوگیری شود که سخت شدن کار را تشدید می کند.

روغن کاری:خنک کننده سیلابی با فشار-بالا-برای کنترل گرمای تولید شده در ناحیه برشی ضروری است.
درک این ویژگی‌های ماشین‌کاری برای تخمین هزینه‌ها و زمان‌های سرب برای قطعات ماشین‌کاری شده از میله گرد B-2 حیاتی است.

4. عملکرد میله گرد Hastelloy B-2 با فولاد ضد زنگ 316 در سرویس اسید هیدروکلریک چگونه است؟

این یک نقطه مقایسه رایج در انتخاب مواد است. در حالی که فولاد ضد زنگ 316 (UNS S31600) یک درجه همه کاره و اقتصادی است، اما در کاهش محیط های اسیدی که Hastelloy B-2 در آن برتری دارد، به طرز فاجعه باری شکست می خورد.

مقاومت شیمیایی:

SS 316:متکی بر یک لایه غیرفعال اکسید کروم است. در اسید هیدروکلریک (HCl)، یون‌های کلرید این لایه غیرفعال را تجزیه می‌کنند و منجر به ترک خوردگی حفره‌ای و تنشی (SCC) می‌شوند. حتی در دماهای پایین و غلظت های پایین (<5%), 316 shows significant corrosion rates.

Hastelloy B-2:مقاومت عالی در طیف وسیعی از غلظت های هیدروکلراید تا نقطه جوش از خود نشان می دهد. محتوای بالای مولیبدن به آن اجازه می دهد تا در شرایط کاهشی که در آن لایه غیرفعال فولاد ضد زنگ از بین می رود مقاومت کند.

فرم مکانیکی (نوار گرد):
هنگام مقایسهنوار گردبه طور خاص، این تفاوت به خواص مکانیکی پس از ساخت گسترش می یابد.

میله گرد SS 316:برای شفت و اتصالات در محیط های ملایم استفاده می شود. انعطاف پذیر است و ماشینکاری آن آسان است.

میله گرد Hastelloy B-2:برای برنامه های مشابه اما در محیط های شدید استفاده می شود. با این حال، B-2 یک محدودیت حیاتی دارد: در محیط های اکسید کننده (مانند یون های آهن یا مس) در معرض ترک خوردگی تنشی است و در صورت رسوب فاز Ni4MoNi4Mo، شکل پذیری بسیار کمی دارد.

نتیجه گیری:
اگر محیط اسید احیا کننده خالص باشد، B-2 بسیار برتر است. با این حال، اگر جریان اسید حاوی حتی مقادیر کمی از عوامل اکسید کننده (به عنوان مثال، اکسیژن، یون های آهن) باشد، ممکن است آلیاژ دیگری (مانند C-276) مورد نیاز باشد. برای 90 درصد از کاربردهای اسید کاهنده شدید که شامل شفت ها یا بست ها می شود، میله گرد B-2 استاندارد صنعتی است، در حالی که 316 یک بار مصرف یا ناایمن در نظر گرفته می شود.

5. هنگام ساخت مجموعه ها از میله گرد Hastelloy B-2 چه ملاحظات جوشکاری لازم است؟

ساخت مجموعه های پیچیده اغلب به جوشکاری قطعات ماشینکاری شده (ساخته شده از میله گرد) به صفحات یا لوله ها نیاز دارد. جوش Hastelloy B-2 یک خطر خاص را ارائه می دهد:تخریب منطقه متاثر از گرما (HAZ).

موضوع:
همانطور که در زمینه متالورژی بحث شد، گرمای حاصل از جوشکاری می تواند به راحتی HAZ را به محدوده بارش 1200-1600 درجه فارنهایت سوق دهد. اگر جوش به آرامی سرد شود، ناحیه مجاور جوش حساس می شود و مقاومت در برابر خوردگی خود را از دست می دهد.

راه حل های صنعتی برای جوشکاری:

انتخاب فلز پرکننده:رایج ترین روش استفاده از آن استHastelloy C-4 یا C-22فلزات پرکننده هنگام جوشکاری B-2. این فلزات پرکننده مقاومت بهتری در برابر حمله HAZ دارند و می توانند رقت فلز پایه B-2 را در خود جای دهند. استفاده از پرکننده B-2 منطبق به دلیل خطر بالای ترک خوردگی داغ و تخریب HAZ نادر است.

ورودی حرارت کم:جوشکاران باید از تکنیک هایی استفاده کنند که گرمای ورودی را به حداقل برساند (به عنوان مثال، TIG پالسی) تا HAZ را تا حد ممکن باریک نگه دارد.

دمای بین گذر:کنترل دقیق دمای بین گذر (معمولاً نگه داشتن قطعه زیر 200 درجه فارنهایت / 93 درجه بین پاس های جوش) برای جلوگیری از تجمع تدریجی گرما که می تواند باعث بارش شود بسیار مهم است.

ارسال-درمان حرارتی جوش:برای کاربردهای حیاتی، ممکن است پس از جوشکاری به یک عملیات بازپخت کامل محلول برای حل مجدد رسوبات تشکیل شده نیاز باشد. با این حال، این اغلب برای مجموعه‌های بزرگ حاوی اجزای نوار گرد غیرعملی است، به همین دلیل است که بر تکنیک‌های حرارت کم- تاکید می‌شود.

هنگام استفاده از B-2 میله گرد به عنوان انتهای خرد آهنگری یا یک پد جوش داده شده، این پروتکل های جوشکاری غیرقابل مذاکره هستند تا اطمینان حاصل شود که اتصال جوش به نقطه ضعف سیستم تبدیل نمی شود.