Hastelloy C-276
مقدمة عن هاستيلوي C-276
هاستيلوي C-276 هو سبيكة من النيكل-الموليبدينوم-الكروم مقاومة للتآكل، مُهندَسة للاستخدام في أكثر البيئات الكيميائية عدوانية. توفر مقاومة ممتازة للمؤكسدات القوية والعوامل المختزِلة وكلٍ من الأحماض العضوية وغير العضوية—وخاصة حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك والكلور الرطب. كما أن انخفاض محتوى الكربون في السبيكة يقلل خطر ترسّب حدود الحبيبات أثناء اللحام، مما يحافظ على مقاومة التآكل في البُنى الملحومة.
يُستخدم هاستيلوي C-276 على نطاق واسع في مكونات مُشغَّلة بتقنية CNC تعمل تحت ظروف قاسية، مثل أجهزة غسل غازات المداخن (Scrubbers) والمبادلات الحرارية وأنظمة مكافحة التلوث. ويجعل ثباته الحراري الفريد ومقاومته للتآكل وقوته الميكانيكية منه مادة رفيعة المستوى لصناعات المعالجة الكيميائية والبيئات البحرية.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية لهاستيلوي C-276
هاستيلوي C-276 (UNS N10276 / ASTM B575 / B619 / B622 / B626) هو سبيكة فائقة متعددة الاستخدامات تحافظ على الثبات البنيوي والكيميائي في الأوساط شديدة التآكل.
التركيب الكيميائي (نموذجي)
العنصر | نطاق التركيب (وزن٪) | الدور الرئيسي |
|---|---|---|
النيكل (Ni) | الباقي (≥57.0) | المعدن الأساسي لمقاومة التآكل والقوة |
الموليبدينوم (Mo) | 15.0–17.0 | يحسن مقاومة الأحماض المختزِلة والتنقّر |
الكروم (Cr) | 14.5–16.5 | يشكل طبقات أكسيد خاملة لمقاومة المؤكسدات |
الحديد (Fe) | 4.0–7.0 | يعزز الخواص الميكانيكية |
التنغستن (W) | 3.0–4.5 | يعزز مقاومة التآكل الموضعي |
الكوبالت (Co) | ≤2.5 | عنصر سبائكي ثانوي |
الكربون (C) | ≤0.01 | يمنع ترسّب الكربيدات في مناطق اللحام |
المنغنيز (Mn) | ≤1.0 | يحسن قابلية التشكيل على الساخن |
السيليكون (Si) | ≤0.08 | يقلل الهجوم بين الحبيبات |
الكبريت (S) | ≤0.03 | يُتحكم به لتقليل التشقق أثناء التشغيل |
الفاناديوم (V) | ≤0.35 | يعزز ثبات البنية المجهرية |
الخصائص الفيزيائية
الخاصية | القيمة (نموذجية) | المعيار/شرط الاختبار |
|---|---|---|
الكثافة | 8.89 g/cm³ | ASTM B311 |
مدى الانصهار | 1325–1370°C | ASTM E1268 |
التوصيل الحراري | 10.5 W/m·K عند 100°C | ASTM E1225 |
المقاومية الكهربائية | 1.20 µΩ·m عند 20°C | ASTM B193 |
التمدد الحراري | 11.2 µm/m·°C (20–300°C) | ASTM E228 |
السعة الحرارية النوعية | 420 J/kg·K عند 20°C | ASTM E1269 |
معامل المرونة | 205 GPa عند 20°C | ASTM E111 |
الخصائص الميكانيكية (حالة التخمير/التلدين)
الخاصية | القيمة (نموذجية) | معيار الاختبار |
|---|---|---|
مقاومة الشد | 760–825 MPa | ASTM E8/E8M |
مقاومة الخضوع (0.2%) | 280–355 MPa | ASTM E8/E8M |
الاستطالة | ≥40% (قياس 25 مم) | ASTM E8/E8M |
الصلادة | 190–230 HB | ASTM E10 |
متانة الصدم | ممتازة من درجات تحت الصفر حتى درجات الحرارة المرتفعة | ASTM E23 |
الخصائص الرئيسية لهاستيلوي C-276
مقاومة استثنائية للأحماض: معدلات تآكل <0.02 مم/سنة في حمض الهيدروكلوريك المغلي (حتى 37%) وحمض الكبريتيك ومخاليط حمض الفورميك.
قابلية ممتازة للحام: انخفاض محتوى الكربون والسيليكون يمنع التحسّس والهجوم بين الحبيبات أثناء اللحام أو المعالجة الحرارية بعد اللحام.
ثبات حراري ومقاومة للأكسدة: يتحمل خدمة مستمرة حتى 1040°C في أجواء مؤكسِدة وغنية بالكبريت.
قابلية تشغيل دقيقة: يحافظ على تفاوتات أبعادية حتى ±0.01 مم وتشطيبات سطحية <Ra 0.8 µm باستخدام أدوات واستراتيجيات تبريد مناسبة.
تحديات وحلول تشغيل هاستيلوي C-276 بتقنية CNC
تحديات التشغيل
التقسية بالانفعال (Work Hardening)
يعزز المحتوى العالي من الموليبدينوم التقسية بالانفعال أثناء القطع السطحي أو التشغيل المتقطع، مما يزيد تآكل الأدوات.
تراكم الحرارة
يؤدي احتباس الحرارة بسبب انخفاض الموصلية الحرارية إلى تآكل الجنب (Flank Wear) وتفتت حافة القطع في الأدوات غير المطلية.
التصاق المادة
قد يتكون حدّ متراكم (BUE) دون تبريد عالي الضغط وأسـطح أدوات مصقولة.
استراتيجيات تشغيل مُحسّنة
اختيار الأداة
المعامل | التوصية | السبب |
|---|---|---|
مادة الأداة | كربيد (K20–K30) أو إدخالات سيراميكية | مقاومة تآكل عند درجات حرارة مرتفعة |
الطلاء | طلاء PVD من AlTiN أو AlCrN (3–5 µm) | يحسن مقاومة الحرارة وتدفق الرايش |
الهندسة | زاوية ميل موجبة (8–12°)، نصف قطر حافة مصقولة 0.02–0.05 مم | يقلل قوة القطع والتقسية بالانفعال |
معلمات القطع (ISO 3685)
العملية | السرعة (م/دقيقة) | التغذية (مم/لفة) | عمق القطع DOC (مم) | ضغط سائل التبريد (بار) |
|---|---|---|---|---|
تشغيل خشن | 12–18 | 0.20–0.30 | 2.0–3.5 | 100–120 |
تشغيل تشطيب | 20–30 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 120–150 |
المعالجة السطحية لأجزاء هاستيلوي C-276 المُشغَّلة
الكبس المتساوي الخواص الساخن (HIP)
HIP عند 1150°C و100–200 MPa يزيل مسامية الانكماش ويحسن مقاومة التعب بنسبة ≥20%.
المعالجة الحرارية
تشمل المعالجة الحرارية التخمير المحلولي عند 1120–1175°C يتبعه تقسية سريعة (Quenching) لمنع تكوّن الأطوار الثانوية.
لحام السبائك الفائقة
يضمن لحام السبائك الفائقة باستخدام معدن حشو ERNiCrMo-4 مناطق لحام مقاومة للتآكل مع درجات حرارة تمرير بينية منخفضة (<150°C).
طلاء الحاجز الحراري (TBC)
يوفر طلاء TBC عزلًا للأجزاء المعرضة لدرجات 900–1050°C وفي بيئات حمضية أو غنية بـ SO₂.
التشغيل بالتفريغ الكهربائي (EDM)
يدعم EDM تشكيل المعالم الدقيقة بتفاوتات ±0.005 مم وخشونة سطح Ra <0.6 µm.
الحفر العميق
يمكّن الحفر العميق الحفر عالي الدقة عند نسب L/D >30:1 لأنابيب المفاعلات ومشاعب المعالجة الكيميائية.
اختبارات وتحليل المواد
تشمل اختبارات المواد اختبارات التآكل G28 وA262، والتحقق الميكانيكي (E8، E18)، والتحليل المعدني (Metallography).
تطبيقات مكونات هاستيلوي C-276 في الصناعات
المعالجة الكيميائية
مبادلات حرارية، وأنظمة أجهزة غسل (Scrubbers)، وهاضمات (Digesters) في بيئات أحماض مؤكسِدة-مختزِلة.
إزالة الكبريت من غازات المداخن (FGD)
قنوات (Ducting) ومراوح وأبراج امتصاص معرّضة لغاز الكلور الرطب ومكثفات حمضية عند درجات حرارة مرتفعة.
الهندسة البحرية
مكونات صمامات، وأغلفة مضخات، وأنابيب رافعة بحرية (Riser Tubes) مقاومة للتلوث الحيوي (Biofouling) وتآكل مياه البحر.
معالجة النفايات
أوعية ضغط ومقلبات (Agitators) تتعامل مع مخاليط من حمض النتريك والهيدروكلوريك والكبريتيك مع مواد عضوية.
استكشف المدونات ذات الصلة
