哈氏合金C-276管束在PTA装置尾气中腐蚀的关键因素分析

某石化PTA装置尾气催化燃烧第一预热器哈氏合金C-276管束在运行13年后出现管束进口100~300 mm范围腐蚀问题,在更换同材质换热器管束后,仅运行三个半月又发生同样的腐蚀现象。针对上述问题,通过对比运行时间、操作条件、介质成分变化等因素,结合换热管腐蚀形貌、腐蚀产物能谱分析,以及换热管内流动进口区速度边界层分析结果,研究了C-276管束在进口端发生的高腐蚀速率行为,确定了腐蚀机理,得出尾气中水分的增加是导致腐蚀失效的关键因素的结论,同时,根据分析结果提出了相应的防护建议。

夹具拘束距离对Hastelloy C-276薄板脉冲激光焊接变形的影响

为了揭示夹具拘束距离对0.5mm厚Hastelloy C-276薄板脉冲激光焊接变形的影响,基于有限元软件ANSYS建立了三维热力耦合有限元模型。采用位移约束假设代替实际夹具的拘束作用,研究了夹具拘束距离对Hastelloy C-276薄板焊接纵向挠曲变形及横向收缩变形的影响规律。实验测量了焊接热循环曲线和残余变形,验证了所建立有限元模型的可靠性。模拟结果表明,随着夹具拘束距离从8mm增加到20mm,焊接纵向挠曲变形及横向收缩变形均表现为近似线性增大的趋势,特别是焊接横向收缩变形增加了将近3.6倍,而减小夹具拘束距离可以控制焊接残余变形。该模型较准确地模拟了薄板脉冲激光焊接温度场及残余变形,为抑制薄板焊接变形提供了理论和实验依据。

Hastelloy C-276薄板激光焊接接头疲劳性能

对0.5 mm厚Hastelloy C-276薄板激光焊接接头进行疲劳试验,结合应力-寿命(S-N)曲线和疲劳断口形貌,研究母材及焊接接头的疲劳性能,分析母材和焊接接头的疲劳断裂机理。结果表明:0.5 mm Hastelloy C-276薄板焊接接头和母材的S-N曲线斜率基本相同,焊接接头疲劳性能和母材的基本相当;母材疲劳断口疲劳裂纹起源于试样侧表面,主要沿宽度方向扩展,随着应力的减小,疲劳源数目减少,疲劳裂纹扩展速率减小;焊接接头在母材和焊缝处随机断裂,焊接接头母材区断口形貌和母材断口形貌基本一致,而焊接接头焊缝区断口的疲劳裂纹起源于侧表面棱角处和焊缝表面,焊缝表面是主要疲劳源,裂纹主要沿厚度方向进行扩展,疲劳裂纹扩展区呈现出准解理断裂特征。

Hastelloy C-276合金与硅钢间的瞬态接触换热实验研究

利用自制的瞬态接触换热系数测量装置对HastelloyC-276合金与硅钢间的瞬态接触换热进行测试,通过对比校核点温度的实测值和计算值来验证测量装置和方法的可靠性,探讨试样初始温度和接触载荷对接触换热系数的影响。研究结果表明:校核点温度的实测值和计算值基本吻合,表明测量装置和方法可靠;当接触发生后,接触换热系数在很短的时间内快速增大,并随时间的增长,逐渐趋于稳定。接触换热系数随着HastelloyC-276合金试样初始温度的升高而增大,随接触载荷的增大而增大,且接触换热系数与接触载荷近似呈指数关系。

Hastelloy C-276/316L激光异质焊焊缝腐蚀性能

利用连续激光对Hastelloy C-276和316L进行焊接,借助电化学腐蚀方法比较焊缝中心附近和母材在酸性、中性、碱性溶液中的腐蚀性能,并利用扫描电子显微镜和X线能量色散谱分析腐蚀形貌以及腐蚀表面元素成分。结果表明:在酸性环境中,抗腐蚀性由大到小的顺序为C-276的抗腐蚀性、焊缝、316L;在中性环境中,焊缝的抗腐蚀性和母材的相似;而在碱性环境中,焊缝的抗蚀性优于316L的,而其腐蚀趋势大于C-276的,但腐蚀速率小于C-276的;C-276中Mo元素较316L中的多,认为焊缝中Mo元素主要来自C-276,而Mo元素在焊缝枝晶间、枝晶杆的含量差别是造成焊缝在酸性、中性溶液中枝晶间腐蚀的重要原因之一;在碱性溶液中焊缝发生点蚀,这与晶格缺陷有关。

C-276合金在650℃/25MPa超临界水中的腐蚀行为

研究了Hastelloy C-276(C-276)镍基合金在650℃/25MPa超临界水中的腐蚀特性。采用扫描电镜、X射线能谱仪、X射线衍射和X射线光电子能谱分析了氧化膜的腐蚀形貌、组织结构和合金元素分布。研究结果表明,C-276合金在650℃/25MPa的超临界水中的腐蚀过程主要是Ni的溶解,由于不能形成均匀、完整的氧化膜,合金在超临界水中并不具备优越的耐腐蚀性能,其双层结构的氧化膜富Cr而贫Ni、Mo,外层疏松的大颗粒(Ni(OH)2和NiO)为金属溶解和氧化物沉淀形成,内层(Cr2O3)的生长则是水穿过氧化物微孔作用的结果。

Hastelloy C-276合金应力松弛试验及蠕变本构方程

对Hastelloy C-276合金分别在不同的温度(750、800、850和900℃)和相应的初始应力(250、250、250和200 MPa)条件下进行了多组应力松弛试验。利用试验测得的应力松弛曲线推导出应力松弛过程中蠕变应变速率与应力之间的关系,建立用于描述Hastelloy C-276合金应力松弛行为的蠕变本构方程,通过对蠕变应变速率—应力曲线进行拟合,得到各温度下蠕变本构方程中的材料常数。将蠕变本构方程带入有限元软件MSC.Marc对Hastelloy C-276合金的应力松弛过程进行模拟,模拟得到的应力松弛曲线与试验测得的应力松弛曲线符合得很好,验证蠕变本构方程的可靠性。

敏化对Alloy C-276耐蚀性能的影响及其恢复

对一个Alloy C-276成形件固溶处理后耐蚀性能否满足规定要求的原因进行分析,并通过试验模拟的方法进行初步分析,进而据此进行调查核实。为恢复该Alloy C-276成形件耐蚀性能,对再次热处理工艺进行了一系列的试验研究,找出了通过再次热处理改善前次固溶处理后耐腐蚀性能不满足要求的Alloy C-276成形件的方法。对实际生产具有指导作用。

C-276镍基合金在600℃超临界水中的腐蚀产物及形成机理研究

使用X射线衍射、X射线光电子谱和扫描电子显微镜,研究了C-276镍基合金在600℃、25 MPa超临界水中的腐蚀产物。结果表明,合金在该环境下形成了比较均匀、完整的氧化膜,其组成主要是NiO、NiCr2O4、Cr2O3和MoO2;氧化膜为双层结构,整体贫Ni、Mo;内层相对富Cr,外层疏松,对合金缺乏保护性,内层致密,有利于合金抗氧化;合金在该环境下的腐蚀产物形成机理类似于高温水环境下,外层Ni(OH)2、NiO的生长符合溶解再沉淀机制,内层Cr2O3则是通过内层富集的Cr与向内扩散的O反应形成的。

Hastelloy C-276/316L脉冲激光异质焊接微观组织研究

为评价激光焊接AP1000部件工艺的可靠性,探究Hastelloy C-276与316L异质焊接焊缝的元素偏析及组织结构,利用Nd:YAG脉冲激光进行焊接,借助光学显微镜和电子探针X射线微区分析仪等分析测试仪器,对焊缝显微组织、元素成分及金相形貌进行分析。结果表明:焊缝组织晶粒细化,焊缝中部以细小等轴晶为主、边缘以柱状晶为主,且焊接接头两侧热影响区极窄;依据元素宏观分布,焊缝可分为3个区域,焊缝两侧元素成分急剧变化,中部均匀;元素存在微观偏析,晶界处Mo元素富集。焊缝组织以γ奥氏体为主,并未发现明显δ铁素体生成。

高温长期时效对Hastelloy C-276合金组织和力学性能的影响

对Hastelloy C-276合金在800℃进行了不同时间的时效处理,分析了其微观组织与力学性能的变化及高温拉伸的断裂机制。结果表明：Hastelloy C-276合金在800℃长期时效后的析出相为μ相和少量的M6C相。合金时效处理150 h后,晶界处开始有析出相产生;时效170 h后,晶界处出现连续的析出相并布满了整个晶界;时效310 h后,晶粒内部开始出现析出相,晶界处开始有少量析出相沿晶界向晶粒内部生长;时效510 h后,晶粒内部有大量的析出相出现;时效超过700 h后,晶粒内部的析出相开始聚集长大,几乎布满了整个晶粒。时效处理后的合金高温拉伸的断裂机制为微孔聚集型断裂。

C-276哈氏合金换热管失效分析与预防

C-276哈氏合金焊接换热管在服役中发生了腐蚀失效,焊缝区域明显减薄,焊缝局部有小孔。通过金相、扫描电镜、能谱分析等分析手段对失效的C-276焊接管进行了分析。分析结果表明,仅对焊缝做了冷拉处理、不当的焊接工艺以及随后的不完善固溶处理是导致焊缝区域耐腐蚀性能降低的主要原因。最后提出了相应的预防措施。

Hastelloy C-276合金高温压缩的动态再结晶行为

在Gleeble-3500热模拟机上对Hastelloy C-276(C-276)合金在变形温度为1 000~1 250℃和应变速率为0.01~10.00s^(-1)的变形条件下进行了高温压缩试验,研究了C-276合金热变形过程中组织演变和动态再结晶行为。结果表明,随着变形温度的升高,动态再结晶晶粒尺寸增大,动态再结晶进行得越充分;随着变形程度的增加,动态再结晶体积分数增大,动态再结晶晶粒略有长大;该合金发生动态再结晶的临界应变ε_c与Z参数和ε_p之间的关系分别为:ε_c=7.67×10^(-4)Z^(0.144),ε_c≈0.78ε_p;该合金动态再结晶形核机制主要为晶界弓弯形核机制,也存在孪生诱发动态再结晶形核机制。C-276合金热变形过程中晶粒得到显著细化,组织的均匀性得到有效改善,选用适宜的热加工工艺,可以获得细小均匀的组织。

主泵屏蔽套用C-276合金薄板的研制

本文主要介绍了宝钢特钢研制的主泵屏蔽套用C-276合金薄板的制造难点及在这些方面做的深入研究,并与进口产品的性能做了对比。结果表明,宝钢特钢研制成功的主泵屏蔽套用C-276合金薄板,其性能和组织完全符合核电使用技术要求,且均优于进口产品。

C-276合金焊接接头的高温力学性能

采用电子束焊接了镍基C-276合金棒，在500～650℃条件下进行了高温拉伸性能测试，并对焊接接头进行了600℃、300h的等温模拟试验及显微组织分析．结果表明：焊接接头的强度随测试温度的升高而逐渐降低，其屈服强度高于或者接近母材的屈服强度，但是最高断裂强度只达到母材的70％，延伸率也大大低于母材；经等温处理后，焊接接头600℃下的屈服强度和断裂强度均明显提高，延伸率略有改善；焊缝熔合区的显微硬度大于母材，且经等温处理后，熔合区的硬度更高；焊缝熔合区中形成的细小板条组织起到硬化作用；600℃等温处理过程中有沉淀相析出，起到沉淀强化的作用．

超临界水冷堆包壳材料用C-276合金的热拉伸行为研究

采用G1eeble-3500热模拟试验机,利用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段,研究了不同温度对C-276合金热拉伸行为的影响。结果表明:该合金在1050~1250℃具有良好的塑性,断面收缩率均大于70%,且在1200℃时最大;在950-1250℃热拉伸试样断口处均有颈缩现象,为沿原始晶界开裂,且韧窝随温度的上升而增多、变深,塑性越来越好,当温度超过1200℃时断口韧窝数量开始缓慢减少,塑性缓慢下降;随着温度的上升,合金的动态再结晶百分比增大,且再结晶晶粒开始缓慢增粗,在1150-1250℃时发生完全动态再结晶。对于C-276合金,当应变速率为1s^-1时,最佳的热加工温度范围为1150~1250℃。

超音速火焰喷涂哈氏合金C-276涂层的显微结构与性能

采用超音速火焰喷涂工艺制备了C-276哈氏合金涂层,同时对涂层的显微结构、显微硬度及耐磨性进行了研究.结果表明:涂层为层状结构且致密,与基体结合牢固;涂层与C-276合金粉末均以面心立方的γ相Ni-Cr-Co-Mo合金为主晶相,保持了喷涂粉末材料的性能,但喷涂过程中产生的氧化物与气孔影响了涂层的硬度及耐磨性.

基于方差分析法的C-276合金脉冲电流自动化钨极气体保护电弧焊参数优化

优化C-276合金脉冲电流自动化钨极气体保护电弧焊参数有着重要的意义。采用田口方法,设计了拥有4个焊接参数(脉冲电流、基值电流、脉冲电流占空比和脉冲频率),3个水平等级,9组实验方案的正交实验,利用方差分析每个焊接参数的贡献百分比。实验结果表明,当脉冲电流、基值电流、脉冲电流占空比和脉冲频率分别为165 A、77 A、60%和5 Hz时,焊件具有最大的熔深。

哈氏C-276合金大型薄壁耐蚀构件的制造

哈氏C - 2 76合金是一种抗强还原性酸及中度氧化性酸腐蚀的重要材料。本文在对哈氏C - 2 76合金工艺性能分析的基础上 ,重点介绍了该合金的成形、焊接工艺 ,以及如何确保耐腐蚀性能、防止焊接热裂纹和变形的措施。并介绍了哈氏C - 2 76合金晶间腐蚀敏感性试验方法。该构件的制造成功为哈氏C - 2 76合金的加工制造积累了经验。

退火工艺对哈氏C-276合金耐蚀性的影响分析

采用不同的工艺参数对哈氏C-276合金进行了退火处理,并进行了中性盐雾腐蚀和电化学腐蚀试验,对其结果进行对比分析。结果表明:分级退火处理可以有效提高哈氏C-276合金的耐中性盐雾腐蚀和耐电化学腐蚀性能,且分级退火温度对合金的耐蚀性产生重要影响。与常规退火工艺相比,分级退火可使哈氏C-276合金在240 h中性盐雾腐蚀后的质量损失率减少7.99%,腐蚀电位正移0.0042 V。