Hastelloy C-22
Hastelloy C-22 का परिचय
Hastelloy C-22 एक अत्यंत बहुउपयोगी (versatile) संक्षारण-प्रतिरोधी एलॉय है, जिसकी मुख्य संरचना निकेल, क्रोमियम, मोलिब्डेनम और टंग्स्टन पर आधारित होती है। यह ऑक्सिडाइज़िंग और रिड्यूसिंग—दोनों प्रकार के वातावरणों में उत्कृष्ट सुरक्षा प्रदान करता है, जैसे वेट क्लोरीन गैस, फेरिक/क्यूप्रिक क्लोराइड्स, नाइट्रिक एसिड और समुद्री जल। इसकी व्यापक (broad-spectrum) कॉरोशन रेजिस्टेंस इसे केमिकल प्रोसेसिंग, वेस्ट ट्रीटमेंट और मरीन एप्लिकेशन्स में क्रिटिकल कंपोनेंट्स के लिए एक पसंदीदा मटेरियल बनाती है।
यह एलॉय CNC मशीनीकरण में विशेष रूप से उपयोगी है, जब पार्ट्स को उच्च डायमेंशनल स्टेबिलिटी, मैकेनिकल इंटीग्रिटी, तथा पिटिंग, क्रीविस अटैक और स्ट्रेस कॉरोशन क्रैकिंग के विरुद्ध मजबूत प्रतिरोध बनाए रखना हो—खासकर अत्यधिक आक्रामक (aggressive) या मिश्रित-मीडिया केमिकल वातावरणों में।
Hastelloy C-22 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Hastelloy C-22 (UNS N06022 / ASTM B575 / B564 / B619 / B622 / B626) एक व्रॉट (wrought) निकेल-बेस्ड एलॉय है जो अपनी कॉरोशन रेजिस्टेंस और मेटलर्जिकल स्टेबिलिटी के लिए जाना जाता है। यह विशेष रूप से ऑक्सिडाइज़िंग वातावरणों में Hastelloy C-276 और C-4 की तुलना में बेहतर प्रदर्शन प्रदान करता है।
रासायनिक संरचना (टिपिकल)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
निकेल (Ni) | बैलेंस (≥56.0) | विविध केमिस्ट्रीज़ में बेस कॉरोशन रेजिस्टेंस प्रदान करता है |
क्रोमियम (Cr) | 20.0–22.5 | नाइट्रिक एसिड जैसे ऑक्सिडाइज़िंग एजेंट्स के विरुद्ध प्रतिरोध के लिए प्रमुख |
मोलिब्डेनम (Mo) | 12.5–14.5 | पिटिंग और क्रीविस कॉरोशन के प्रति प्रतिरोध बढ़ाता है |
आयरन (Fe) | 2.0–6.0 | यांत्रिक मजबूती बढ़ाता है |
टंग्स्टन (W) | 2.5–3.5 | लोकलाइज़्ड कॉरोशन रेजिस्टेंस में योगदान |
कोबाल्ट (Co) | ≤2.5 | स्थिरता/कंसिस्टेंसी के लिए नियंत्रित |
कार्बन (C) | ≤0.015 | वेल्डिंग के दौरान कार्बाइड प्रीसिपिटेशन घटाता है |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤0.5 | हॉट फॉर्मिंग में सहायता |
सिलिकॉन (Si) | ≤0.08 | इंटरग्रेन्युलर कॉरोशन रेजिस्टेंस के लिए कम रखा जाता है |
सल्फर (S) | ≤0.02 | CNC/वेल्डिंग में क्रैकिंग रोकने हेतु नियंत्रित |
भौतिक गुण
गुण | मान (टिपिकल) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 8.69 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1350–1400°C | ASTM E1268 |
थर्मल कंडक्टिविटी | 9.7 W/m·K at 100°C | ASTM E1225 |
इलेक्ट्रिकल रेसिस्टिविटी | 1.20 µΩ·m at 20°C | ASTM B193 |
थर्मल विस्तार | 12.3 µm/m·°C (20–300°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 390 J/kg·K at 20°C | ASTM E1269 |
इलास्टिक मॉड्यूलस | 205 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 | ≥45% (25mm gauge) | ASTM E8/E8M |
हार्डनेस | 180–220 HB | ASTM E10 |
इम्पैक्ट टफनेस | सब-ज़ीरो और एम्बिएंट तापमानों पर उत्कृष्ट | ASTM E23 |
Hastelloy C-22 की प्रमुख विशेषताएँ
ब्रॉड-स्पेक्ट्रम कॉरोशन रेजिस्टेंस: मिक्स्ड एसिड सिस्टम्स और ऑक्सिडाइज़िंग-रिड्यूसिंग स्थितियों में उत्कृष्ट; क्लोराइड आयन्स के साथ 70% नाइट्रिक एसिड जैसे वातावरणों में C-276 से बेहतर प्रदर्शन कर सकता है।
लोकलाइज़्ड अटैक के प्रति प्रतिरोध: पिटिंग रेजिस्टेंस इक्विवेलेंट नंबर (PREN) >50; फेरिक क्लोराइड और >6% HCl में कॉरोशन रेट्स <0.02 mm/year तक।
थर्मल स्टेबिलिटी: 600–1040°C के बीच लंबे थर्मल एक्सपोज़र में सेंसिटाइज़ेशन और ग्रेन बाउंड्री प्रीसिपिटेशन के प्रति प्रतिरोधी।
प्रिसिजन मशीनीकरण: CNC में ±0.01 mm टॉलरेंस और Ra 0.8 µm से कम सतह फिनिश की आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त।
Hastelloy C-22 के लिए CNC मशीनीकरण चुनौतियाँ और समाधान
मशीनीकरण की चुनौतियाँ
वर्क हार्डनिंग
उच्च स्ट्रेन-हार्डनिंग रेट (n ≈ 0.35) के कारण सतह को अत्यधिक हार्ड होने और चैटर से बचाने हेतु डीप और कंसिस्टेंट कट्स की आवश्यकता होती है।
कम थर्मल कंडक्टिविटी
कटिंग ज़ोन में उच्च हीट (लगभग 600–800°C) जमा हो सकती है, जिससे ड्राय या केवल फ्लड कूलेंट कंडीशन्स में टूल लाइफ घटती है।
चिप कंट्रोल
चिप्स कठोर और स्ट्रिंगी होती हैं; बिना चिप-ब्रेकर्स के टूल एंटैंगलमेंट और खराब सतह फिनिश का जोखिम बढ़ता है।
अनुकूलित मशीनीकरण रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | PVD-कोटेड कार्बाइड (K20–K30) या सिरेमिक इन्सर्ट्स | >700°C कटिंग तापमान पर एज-हार्डनेस बनाए रखता है |
कोटिंग | AlTiN या AlCrN (3–5 µm) | थर्मल वियर और घर्षण कम करता है |
ज्योमेट्री | पॉजिटिव रेक (10–12°), एज-होन् 0.02–0.05 mm | शार्पनेस और चिप कंट्रोल के बीच संतुलन |
कटिंग पैरामीटर्स (ISO 3685)
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | DOC (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 10–18 | 0.20–0.30 | 2.0–3.0 | 100–120 |
फिनिशिंग | 20–35 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 120–150 |
मशीन्ड Hastelloy C-22 पार्ट्स के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP 100–200 MPa और 1150°C पर कास्ट या ऐडिटिवली मैन्युफैक्चर्ड पार्ट्स में माइक्रो-वॉयड्स घटाकर फटीग स्ट्रेंथ को 30% तक बढ़ा सकता है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट 1120°C ±10°C पर और उसके बाद रैपिड कूलिंग इंटरमेटैलिक फेज़ बनने से रोकता है, तथा HCl + HNO₃ मीडिया में दीर्घकालिक कॉरोशन रेजिस्टेंस सुनिश्चित करता है।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग ERNiCrMo-10 फिलर के साथ GTAW और <1.5 kJ/mm हीट इनपुट का उपयोग करती है, ताकि पोस्ट-वेल्ड कॉरोशन रेट्स <0.02 mm/year बने रहें।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग 250 µm तक मोटी परत के रूप में CNC कंपोनेंट्स को एसिडिक वाष्प और 800°C से ऊपर के साइक्लिक हीट लोड्स से बचाती है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनीकरण (EDM)
EDM जटिल आंतरिक ज्योमेट्री में ±0.005 mm तक टॉलरेंस और Ra <0.6 µm तक सतह फिनिश प्रदान कर सकता है।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग इंटरनल कूलेंट डिलीवरी के साथ रिएक्टर ट्यूब शीट्स और स्क्रबर कंपोनेंट्स में 30:1 तक L/D रेशियो सक्षम बनाती है।
मटेरियल टेस्टिंग और विश्लेषण
मटेरियल टेस्टिंग में ASTM G28 कॉरोशन टेस्ट, इंटरग्रेन्युलर अटैक (ASTM A262 Prac. C), टेंसाइल (ASTM E8) और हार्डनेस वैलिडेशन (ASTM E18) शामिल हैं।
Hastelloy C-22 कंपोनेंट्स के उद्योग-उपयोग
केमिकल प्रोसेस इंडस्ट्री
क्लोरीनेटेड सॉल्वेंट्स, नाइट्रिक-हाइड्रोफ्लोरिक एसिड ब्लेंड्स और मिक्स्ड एसिड गैस स्ट्रीम्स के संपर्क में आने वाले पंप, वाल्व और फिटिंग्स।
वेस्ट ट्रीटमेंट और पॉल्यूशन कंट्रोल
थर्मल ऑक्सिडाइज़र्स, इन्सिनरेशन स्क्रबर्स और हेज़र्डस वेस्ट रिएक्टर्स में वे कंपोनेंट्स जो ऑक्सिडाइज़िंग व रिड्यूसिंग दोनों स्पीशीज़ के संपर्क में होते हैं।
मरीन और ऑफशोर
डिसैलिनेशन प्लांट्स, मरीन स्क्रबर्स और केमिकल कार्गो हैंडलिंग सिस्टम्स में एसिड-रेजिस्टेंट कंपोनेंट्स।
फार्मास्यूटिकल और फूड इक्विपमेंट
अल्ट्रा-क्लीन, नॉन-कंटैमिनेटिंग फ्लो कंट्रोल पार्ट्स जो आक्रामक स्टेरिलाइज़ेशन और केमिकल क्लीन-इन-प्लेस (CIP) साइकिल्स में उपयोग होते हैं।
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