Vous êtes-vous déjà demandé ce qui permettait à certains matériaux de résister aux environnements les plus difficiles ? Voici l'Hastelloy C-276, une merveille dans le monde des alliages résistants à la corrosion. Cet article explore ses propriétés uniques, ses applications et les précautions essentielles à prendre en matière de soudage. Préparez-vous à découvrir les secrets de cette merveille d'ingénierie et à apprendre comment elle résiste aux défis les plus difficiles.
L'Hastelloy C-276, désigné par UNS N10276 ou C276, est un alliage nickel-chrome-molybdène-tungstène de premier ordre, réputé pour sa résistance exceptionnelle à la corrosion dans les environnements agressifs. Ce superalliage polyvalent est conçu pour résister à un large éventail de milieux oxydants et réducteurs, ce qui le rend indispensable dans l'industrie du traitement chimique et au-delà.
La résistance supérieure à la corrosion de l'alliage provient de sa composition soigneusement équilibrée : environ 57% de nickel, 16% de chrome, 16% de molybdène, 4% de tungstène et de petites quantités d'autres éléments. Cette formulation unique crée un film passif stable et auto-cicatrisant qui offre une protection inégalée contre la corrosion localisée, en particulier dans les environnements riches en chlorure. La teneur élevée en molybdène et en chrome confère une excellente résistance à la corrosion par piqûres et par crevasses, tandis que le tungstène renforce la solidité et la résistance aux acides réducteurs.
L'Hastelloy C-276 se distingue par sa capacité à résister aux solutions humides de chlore gazeux, d'hypochlorite et de dioxyde de chlore - des environnements qui détériorent rapidement la plupart des autres matériaux. Il présente également une résistance remarquable aux solutions de sels de chlorure très concentrées, y compris les chlorures ferriques et cuivriques, même à des températures élevées.
Les principales applications de l'Hastelloy C-276 sont les suivantes :
Les propriétés exceptionnelles de l'Hastelloy C-276 en font une solution rentable pour une fiabilité à long terme dans des environnements très corrosifs, souvent plus performante que d'autres alliages à haute performance et matériaux exotiques en termes de longévité et de réduction des besoins de maintenance.
Il y a 9 considérations principales à garder à l'esprit lors du soudage de l'alliage Hastelloy C-276, qui peuvent être résumées comme suit :
La surface de l'alliage Hastelloy étant susceptible de contenir des impuretés et des oxydes, la zone de soudage doit être nettoyée avant le soudage. Le nettoyage manuel peut être effectué à l'aide de meuleuses d'angle pour nettoyer la zone jusqu'à ce que l'éclat du métal soit visible.
Il est recommandé que la largeur de nettoyage soit d'au moins 100 mm afin de garantir que les impuretés ne pénètrent pas dans l'appareil. zone de soudure.
La connexion positive à courant continu est généralement utilisée pour le soudage. Lors de l'utilisation d'une connexion positive à courant continu, la température de l'électrode de tungstène est basse, le courant admissible est élevé et la perte de l'électrode de tungstène est faible.
L'extrémité de l'électrode en tungstène est meulée à 30° et la tête est légèrement plate.
Des mesures doivent être prises pour minimiser la dégradation de la résistance à la corrosion de la soudure et de la zone affectée thermiquement, comme le soudage au gaz inerte de tungstène (GTAW), le soudage au gaz inerte de métal (GMAW), le soudage à l'arc submergé, ou d'autres méthodes de soudage à l'arc submergé. méthodes de soudage qui peuvent minimiser la dégradation de la résistance à la corrosion de la soudure et de la zone affectée thermiquement.
Special Steel 100 Seconds" suggère que l'effet de protection du gaz argon est significatif : bons effets de protection, chaleur concentrée, bons effets de protection. qualité des souduresLa soudure et la zone affectée par la chaleur présentent donc une dégradation minimale de la résistance à la corrosion.
Le traitement à la machine est la méthode préférée pour souder les rainures, et le traitement à froid est préférable pour s'assurer que la forme, la taille et la rugosité de la surface de traitement sont conformes aux exigences du modèle ou à celles du modèle. processus de soudage les spécifications.
Le traitement mécanique de la rainure avant le soudage provoque un écrouissage, il est donc nécessaire de meuler la rainure avant le soudage. La rainure de soudure ne doivent pas présenter de défauts tels que délamination, pliage, fissures ou déchirures.
La surface métallique de la rainure de soudure et la largeur de 50 mm des deux côtés doivent être polies pour éliminer les couleurs d'oxyde. Des solvants tels que l'éthanol, l'acétone ou le propanol doivent être utilisés pour nettoyer les polluants tels que la graisse, l'eau et les marques de craie.
La brosse à solvant doit être une éponge en cuir ou en cellulose qui ne perd pas ses poils lorsqu'elle est nettoyée. L'acier spécial "100 secondes" suggère que les brosses à solvant inutiles matériaux de soudage et les substances nocives présentes sur les vêtements et les chaussures des travailleurs ne doivent pas entrer en contact avec la pièce à usiner afin d'éviter de la polluer.
Il est recommandé d'utiliser du fil de soudure ERNiCrMo-4 et de l'ENiCrMo-4 baguette de soudure. Ce fil de soudure présente une excellente résistance à la corrosion et d'excellentes performances. Sa composition chimique est similaire à celle du métal de base et contient plus de manganèse que le métal de base.
Lors du soudage, il peut améliorer la résistance aux fissures et contrôler la porosité. La très faible teneur en carbone offre une protection contre corrosion intergranulaire.
Matériaux de soudage table
| Matériau de base | Norme de l'American Welding Society (AWS) | |
| SMAW Electrode de soudage | Fil de soudage GTAW | |
| C276 et C276 | ENiCrMo-4 | ER NiCrMo-4 |
| C276 et acier au carbone ou à faible acier allié | ENiCrMo-3 ENiCrMo-4 | ERNiCrMo-3 ERNiCrMo-4 |
Le préchauffage n'est généralement pas nécessaire lors du soudage d'alliages Hastelloy à température ambiante, sauf si la température de l'air est inférieure au point de congélation ou s'il y a une accumulation d'humidité. Si un préchauffage est nécessaire, la température ne doit être portée qu'à 30-40°C.
Pendant le soudage, si le métal soudé est exposé à des températures élevées (375-875°C) pendant une longue période, il forme des composés métalliques Fe-Cr, connus sous le nom de phase sigma. La phase sigma est extrêmement dure et cassante et se répartit aux joints de grains, ce qui entraîne une diminution de la résistance aux chocs et une fragilisation du métal soudé.
En cas de soudage multicouche, la température d'interpassage doit être maintenue en dessous de 90°C afin d'éviter la formation de la phase sigma due à une exposition prolongée à des températures comprises entre 375 et 875°C.
Pour réduire chaleur de soudage Utilisez le courant de soudage le plus faible possible et une méthode de soudage rapide. En outre, en raison de la tendance des alliages Hastelloy à se fissurer à l'amorçage de l'arc, le cratère de l'arc doit être entièrement rempli.
Avant de redémarrer l'arc, le cratère d'arc précédent doit être meulé, puis nettoyé à l'aide d'une brosse à poils doux avant de poursuivre le soudage. Ces deux méthodes de traitement peuvent supprimer la production de fissures dues à la chaleur.
Le joint soudé est sujet à la corrosion intergranulaire, notamment la corrosion intergranulaire du cordon de soudure, la "corrosion au couteau" près de la ligne de fusion et la corrosion intergranulaire de la température de sensibilisation dans la zone affectée thermiquement.
Toutefois, dans des environnements extrêmement difficiles, les matériaux et les pièces soudées en C-276 doivent être traités thermiquement pour obtenir la meilleure résistance à la corrosion.
Le traitement thermique de mise en solution de l'alliage Hastelloy C-276 comprend deux processus, selon "Special Steel 100 Seconds" :
(1) Chauffage à 1040-1150°C ;
(2) Refroidissement rapide jusqu'à l'état noir (environ 400°C) en l'espace de deux minutes.
Le matériau ainsi traité présente une excellente résistance à la corrosion. Par conséquent, il est inefficace d'effectuer un traitement thermique de détente uniquement sur l'alliage Hastelloy C-276. Toutes les saletés susceptibles de produire des éléments de carbone au cours du processus de traitement thermique, telles que les taches d'huile sur la surface de l'alliage, doivent être nettoyées avant le traitement thermique.
Lors du soudage ou du traitement thermique des alliages Hastelloy C-276, des oxydes peuvent se former à la surface de l'alliage, entraînant une diminution de la teneur en chrome et affectant sa résistance à la corrosion.
La surface doit donc être nettoyée. Des brosses métalliques en acier inoxydable ou des meules peuvent être utilisées, suivies d'une immersion dans une solution mélangée d'acide nitrique et d'acide fluorhydrique dans les proportions appropriées pour le décapage, et enfin d'un rinçage à l'eau claire.
Les outils de traitement doivent être des outils de nettoyage spécifiques à l'alliage de nickel. Ces outils doivent être stockés séparément et clairement identifiés pour éviter toute confusion avec d'autres outils.
Éviter le contact entre la pièce et les métaux à bas point de fusion afin de prévenir la fragilisation causée par l'augmentation du carbone ou du soufre lors de la formation de métaux instables. L'utilisation de craie, d'encre et de graisse pour mesurer la température doit être limitée au cours du processus de fabrication.
La meule utilisée pour le meulage des pièces ne doit pas contenir d'ions de fer et l'adhésif ne doit pas être une résine organique.
Pour la compression joints soudésPour le positionnement de l'équipement de pré-soudage, il convient d'utiliser le même procédé que le procédé de soudage officiellement qualifié, et la soudure de positionnement doit finalement se fondre dans la soudure permanente. L'assemblage forcé des pièces à souder n'est pas autorisé à provoquer un durcissement local des pièces à souder.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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