Hastelloy N (N10003) Hastelloy
סגסוגת Hastelloy N היא חומר סגסוגת מבוסס ניקל בטמפרטורה גבוהה המשמש בכורי מלח מותך. יש לו עמידות מצוינת בפני קורוזיה, עמידות בפני קרינת נויטרונים ותכונות מכניות טובות בטמפרטורה גבוהה.
עם זאת, טמפרטורת יציאת הכור הגיעה ל-750 מעלות, מעבר לטמפרטורה המותרת של סגסוגת Hastelloy N של 704 מעלות, מה שאומר שהסגסוגת אינה יכולה לפעול ביציבות בסביבת מלח מותך של 750 מעלות במשך זמן רב. לכן, יש צורך דחוף לייעל את סגסוגת Hastelloy N כדי לעמוד בדרישות של כורי מלח מותך בטמפרטורה גבוהה יותר.
מכיוון שלאלמנט Mn יש את היתרונות של ייצוב אוסטניט ושיפור עמידות חמצון בסגסוגות בטמפרטורה גבוהה, מאמר זה לוקח את סגסוגת Hastelloy N כיעד המחקר. על ידי תכנון והכנת סגסוגות Hastelloy N עם תכולות Mn שונות, ושימוש במיקרוסקופ אופטי (OM) וסריקה. השפעת תכולת Mn על המיקרומבנה, התכונות המכניות ותכונות החמצון של סגסוגת HastelloyN נחקרה תוך שימוש בשיטות ניתוח ניסיוניות כגון מיקרוסקופ אלקטרונים (SEM) +EDS+EBSD), מכונת מתיחה אוניברסלית, דיפרקטומטר (XRD) ובדיקת אלקטרונים (EPMA). . התקבלו תוצאות המחקר הבאות:
(1) הוספה של אלמנט Mn יכולה לקדם את עידון גרגרי סגסוגת Hastelly N, להגדיל את מספר הקרבידים המופרדים, והקרבידים מתעבים בהדרגה לגושים ושרשראות ארוכות, ומתאספים בגבולות התבואה.
(2) כאשר מתיחה בטמפרטורת החדר, חוזק המתיחה של סגסוגת 0.5Mn גרוע. כאשר תכולת Mn עולה על 1wt%, חוזק המתיחה משתפר. על פני השבר מופיעים גומות ומרקמים דמויי מדרגות. שיטת הפיצוח מורכבת מסדיקת מחשוף ופיצוח עמיד. התערובת נסדקת. כאשר נמתח בטמפרטורה גבוהה של 850 מעלות, ל-Mn אין השפעה ברורה על חוזק המתיחה של הסגסוגת. מטוסי גביש חומר סיכה מופיעים על פני השבר, ושיטת הפיצוח היא פיצוח שביר בין-גרגירי.
(3) ככל שתכולת ה-Mn עולה, התכונות נוגדות החמצון של הסגסוגת משתפרות. ב-700 מעלות, לסגסוגת 1wt% תכולת Mn יש את עמידות החמצון הטובה ביותר, וקצב החמצון נמוך ב-25.9% מזה של סגסוגת 0Mn. ב-850 מעלות, לסגסוגת 0.75wt% תכולת Mn יש את עמידות החמצון הטובה ביותר, וקצב החמצון נמוך ב-52.1% מזה של סגסוגת 0Mn.
(4) לסרט התחמוצת יש מבנה שכבות. לאחר חמצון ב-700 מעלות /200h, סרט התחמוצת של כל הסגסוגות מחולק לשתי שכבות. השכבה החיצונית היא NiO, Fe2O3 ותחמוצות אחרות, והשכבה הפנימית היא Cr2O3, MoOz ו-NiMn2O4 ותחמוצות אחרות. פני השטח של הסגסוגת אין נפילה ברורה, ושכבת ה-NiO שלמה וצפופה. ככל שתכולת ה-Mn עולה, שכבת התחמוצת של הסגסוגת נעשית דקה יותר בהדרגה. לאחר חמצון ב-850 מעלות / 100 שעות, סרט התחמוצת של סגסוגת עם תכולת Mn של 0~0.2wt% מחולק לשלוש שכבות. השכבה החיצונית היא בעיקר NiO, השכבה האמצעית היא NiO, NiMn2O4 ותחמוצות מרוכבות אחרות, והשכבה הפנימית היא Cr2O3, MoO2 ותחמוצות אחרות. חוֹמֶר; עבור סגסוגות עם תכולת Mn של 0~0.2wt%, סרט התחמוצת מחולק לשתי שכבות, השכבה החיצונית היא NiO וכמות קטנה של NiFeO4, NiMn2O4, והשכבה הפנימית היא Cr2O3, MoO2 ותחמוצות אחרות. ככל שתכולת ה-Mn עולה, תופעת החמצון הפנימית של הסגסוגת נחלשת בהדרגה.
(5) הוספה של Mn יכולה לקדם היווצרות של שכבת הגנה ספינל NiMn2O4 בין NiO לבין המטריצה, ולמנוע ביעילות את חדירת העולם החיצון ודיפוזיה חיצונית של אלמנטים סגסוגים, ומשפרת את הביצועים נגד חמצון של הסגסוגת.
ל-Hastelloy N עמידות מצוינת בפני חמצון תרמי של מלח פלואוריד ב-704-871 מעלות, ויש לו יכולת נוגדת חמצון מצוינת באוויר. יש לו עמידות טובה להזדקנות ושבירות, ויש לו תכונות עיבוד טובות.
שימוש: מיכל מלח פלואוריד מותך
