Hastelloy B-2
Hastelloy B-2 का परिचय
Hastelloy B-2 एक व्रॉट (wrought), निकेल-मोलिब्डेनम एलॉय है जिसे मजबूत रिड्यूसिंग एजेंट्स—विशेष रूप से हाइड्रोक्लोरिक एसिड—के विरुद्ध उत्कृष्ट प्रतिरोध देने के लिए इंजीनियर किया गया है। Hastelloy B के उन्नत संस्करण के रूप में, यह बेहतर थर्मल स्टेबिलिटी, अधिक वेल्डेबिलिटी (weldability), तथा हीट-अफेक्टेड ज़ोन (HAZ) में स्ट्रेस कॉरोशन क्रैकिंग और नाइफ-लाइन अटैक (knife-line attack) के प्रति कम संवेदनशीलता प्रदान करता है।
इस एलॉय की ऑप्टिमाइज़्ड संरचना—जिसमें आयरन और कार्बन को न्यूनतम रखा जाता है—केमिकल प्रोसेसिंग वातावरणों में बेहतर कॉरोशन रेजिस्टेंस सुनिश्चित करती है। Hastelloy B-2 को अक्सर CNC मशीनीकरण द्वारा हीट एक्सचेंजर पार्ट्स, पंप हाउसिंग्स, और एसिड-हैंडलिंग इक्विपमेंट जैसे कंपोनेंट्स में बनाया जाता है, जहाँ स्ट्रक्चरल इंटेग्रिटी और केमिकल कम्पैटिबिलिटी अत्यंत महत्वपूर्ण होती है।
Hastelloy B-2 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Hastelloy B-2 (UNS N10665 / ASTM B333 / B335) एक सॉलिड-सॉल्यूशन स्ट्रेंथन्ड (solid-solution strengthened) निकेल-मोलिब्डेनम एलॉय है, जिसमें इम्प्यूरिटी कंट्रोल को अधिक परिष्कृत किया गया है। यह विस्तृत तापमान रेंज में संरचनात्मक स्थिरता बनाए रखता है और आमतौर पर सर्वोत्तम प्रदर्शन के लिए एनील्ड (annealed) कंडीशन में उपयोग किया जाता है।
रासायनिक संरचना (टिपिकल)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
निकेल (Ni) | बैलेंस (≥65.0) | आधार तत्व; रिड्यूसिंग मीडिया में संक्षारण प्रतिरोध सुनिश्चित करता है |
मोलिब्डेनम (Mo) | 26.0–30.0 | पिटिंग और क्रीविस कॉरोशन प्रतिरोध में सुधार |
आयरन (Fe) | ≤2.0 | कॉरोशन रेजिस्टेंस और स्टेबिलिटी बढ़ाने हेतु नियंत्रित |
कार्बन (C) | ≤0.01 | HAZ में कार्बाइड प्रीसिपिटेशन रोकता है |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤1.0 | हॉट वर्केबिलिटी में सुधार |
सिलिकॉन (Si) | ≤0.1 | इंटरग्रेन्युलर कॉरोशन कम करने हेतु घटाया गया |
कोबाल्ट (Co) | ≤1.0 | अशुद्धि के रूप में सीमित |
क्रोमियम (Cr) | ≤1.0 | रिड्यूसिंग वातावरण में प्रदर्शन प्रभावित न हो इसलिए कम रखा जाता है |
सल्फर (S) | ≤0.02 | प्रोसेसिंग के दौरान हॉट क्रैकिंग रोकने हेतु न्यूनतम |
भौतिक गुण
गुण | मान (टिपिकल) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 9.22 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1330–1380°C | ASTM E1268 |
थर्मल कंडक्टिविटी | 10.5 W/m·K at 100°C | ASTM E1225 |
इलेक्ट्रिकल रेसिस्टिविटी | 1.25 µΩ·m at 20°C | ASTM B193 |
थर्मल विस्तार | 12.2 µm/m·°C (20–300°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 395 J/kg·K at 20°C | ASTM E1269 |
इलास्टिक मॉड्यूलस | 200 GPa at 20°C | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (एनील्ड कंडीशन)
गुण | मान (टिपिकल) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
टेंसाइल स्ट्रेंथ | 690–760 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड स्ट्रेंथ (0.2%) | 275–345 MPa | ASTM E8/E8M |
एलॉन्गेशन | ≥40% (25mm gauge) | ASTM E8/E8M |
हार्डनेस | 180–220 HB | ASTM E10 |
इम्पैक्ट टफनेस | क्रायोजेनिक और एम्बिएंट कंडीशन्स में उत्कृष्ट | ASTM E23 |
Hastelloy B-2 की प्रमुख विशेषताएँ
उत्कृष्ट एसिड प्रतिरोध: उबलते 20% हाइड्रोक्लोरिक एसिड में कॉरोशन रेट <0.01 mm/year तक, जिससे यह रिड्यूसिंग वातावरण में कई हाई-निकेल एलॉयज़ से बेहतर प्रदर्शन कर सकता है।
बेहतर वेल्डेबिलिटी: Hastelloy B की तुलना में, B-2 में कम C, Si और Fe होने के कारण वेल्ड-सम्बंधित इंटरग्रेन्युलर अटैक की प्रवृत्ति कम होती है।
थर्मल स्टेबिलिटी: 425–870°C के बीच थर्मल साइक्लिंग के बाद भी फेज सेपरेशन का प्रतिरोध करता है और कॉरोशन रेजिस्टेंस बनाए रखता है।
CNC-फ्रेंडली एनील्ड स्ट्रक्चर: स्थिर ग्रेन साइज और डक्टिलिटी, मशीन्ड पार्ट्स में फाइन फिनिश और टाइट टॉलरेंस (<±0.01 mm) हासिल करने में मदद करते हैं।
Hastelloy B-2 के लिए CNC मशीनीकरण चुनौतियाँ और समाधान
मशीनीकरण की चुनौतियाँ
वर्क हार्डनिंग
यदि फीड रेट बहुत कम हों तो कटिंग के दौरान सतह हार्डनेस 30–40% तक बढ़ सकती है, जिससे अत्यधिक टूल वियर होता है।
हीट जनरेशन
कम थर्मल कंडक्टिविटी के कारण कटिंग ज़ोन का तापमान 600°C से अधिक हो सकता है, इसलिए कूलेंट ऑप्टिमाइज़ेशन आवश्यक है।
टूल एडहेशन
उच्च निकेल कंटेंट के कारण चिप एडहेशन और स्टैंडर्ड इन्सर्ट्स पर बिल्ट-अप एज (BUE) बनने की प्रवृत्ति बढ़ती है।
अनुकूलित मशीनीकरण रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | PVD-कोटेड कार्बाइड (ISO K20–K30) या सिरेमिक इन्सर्ट्स | थर्मल लोड्स के तहत उच्च वियर रेजिस्टेंस |
कोटिंग | AlTiN या AlCrN (3–5 µm) | हीट एब्जॉर्प्शन और चिप एडहेशन कम करता है |
ज्योमेट्री | पॉजिटिव रेक (10–15°), होन्ड एज (0.02–0.04 mm रेडियस) | चिप फ्लो और सतह फिनिश में सुधार |
कटिंग पैरामीटर्स (ISO 3685)
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | DOC (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 10–20 | 0.20–0.30 | 2.0–3.0 | 90–120 |
फिनिशिंग | 20–35 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 120–150 |
मशीन्ड Hastelloy B-2 पार्ट्स के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP क्रिटिकल कास्ट या ऐडिटिव पार्ट्स में फटीग लाइफ बढ़ाता है और पोरोसिटी को हटाने में मदद करता है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट में 1065°C ±10°C पर एनीलिंग और फिर रैपिड क्वेंचिंग शामिल है ताकि कॉरोशन रेजिस्टेंस बरकरार रहे।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग में ERNiMo-7 फिलर के साथ GTAW का उपयोग किया जाता है, जिससे फेज सेग्रेगेशन कम होता है और वेल्ड ज़ोन में कॉरोशन रेजिस्टेंस सुनिश्चित होती है।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग मिश्रित-फेज या एसिड वाष्प (acid vapor) वातावरणों में कंपोनेंट लाइफ बढ़ाने के लिए लागू की जा सकती है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनीकरण (EDM)
EDM हीट एक्सचेंजर प्लेट्स या फिटिंग्स में टाइट-टॉलरेंस ज्योमेट्री के लिए नॉन-कॉन्टैक्ट मशीनीकरण सक्षम बनाता है।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग रिएक्टर ट्यूबिंग, एसिड डिस्ट्रीब्यूटर पोर्ट्स और इंटरनल चैनलिंग के लिए L/D 30:1 तक सपोर्ट करता है।
मटेरियल टेस्टिंग और विश्लेषण
मटेरियल टेस्टिंग में कॉरोशन टेस्टिंग (ASTM G28 Method A), मेटलोग्राफिक इवैल्युएशन (ASTM E3) और मैकेनिकल वैलिडेशन (ASTM E8, E18) शामिल हैं।
Hastelloy B-2 कंपोनेंट्स के उद्योग-उपयोग
केमिकल प्रोसेसिंग
HCl-रिच वातावरणों के लिए पंप बॉडीज़, इम्पेलर्स और एसिड नोज़ल्स।
रिड्यूसिंग एसिड फ्लोज़ में 90°C पर भी कॉरोशन रेट <0.05 mm/year बनाए रख सकता है।
फार्मास्यूटिकल रिएक्टर्स
हाई-प्योरिटी रिड्यूसिंग एजेंट्स के संपर्क में आने वाले मिक्सिंग शाफ्ट्स, लाइनर्स और वेसल्स।
क्लोराइड्स और सल्फाइड्स से होने वाले कॉन्टैमिनेशन और पिटिंग को रोकता है।
पिकलिंग और एसिड रीजेनेरेशन
HF, HCl और सल्फ्यूरिक एसिड रिकवरी लाइन्स में उपयोग होने वाले कंपोनेंट्स।
मल्टी-फेज फ्लोज़ और तेज थर्मल साइक्लिंग को सहन करता है।
मेटल फिनिशिंग
मजबूत एसिड बाथ्स के संपर्क में आने वाले हीटर एलिमेंट्स और एनोड्स।
लंबे समय तक इमर्शन में भी यांत्रिक अखंडता बनाए रखता है।
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