Hastelloy C-276
Hastelloy C-276 का परिचय
Hastelloy C-276 एक कॉरोशन-रेज़िस्टेंट निकेल-मोलिब्डेनम-क्रोमियम एलॉय है, जिसे सबसे आक्रामक केमिकल वातावरणों में उपयोग के लिए इंजीनियर किया गया है। यह स्ट्रॉन्ग ऑक्सिडाइज़र्स, रिड्यूसिंग एजेंट्स, और ऑर्गेनिक व इनऑर्गेनिक—दोनों प्रकार के एसिड्स के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदान करता है—विशेषकर हाइड्रोक्लोरिक एसिड, सल्फ्यूरिक एसिड, और वेट क्लोरीन में। एलॉय का लो-कार्बन कंटेंट वेल्डिंग के दौरान ग्रेन-बाउंड्री प्रीसिपिटेशन (grain boundary precipitation) के जोखिम को कम करता है, जिससे वेल्डेड स्ट्रक्चर्स में भी इसकी कॉरोशन रेजिस्टेंस बनी रहती है।
Hastelloy C-276 का व्यापक उपयोग उन CNC-मशीन्ड कंपोनेंट्स में होता है जो अत्यंत कठोर कंडीशन्स में काम करते हैं, जैसे फ्ल्यू गैस स्क्रबर, हीट एक्सचेंजर्स, और पॉल्यूशन कंट्रोल सिस्टम्स। इसकी यूनिक थर्मल स्टेबिलिटी, कॉरोशन रेजिस्टेंस, और मैकेनिकल स्ट्रेंथ इसे केमिकल प्रोसेसिंग और मरीन इंडस्ट्रीज़ के लिए टॉप-टियर मटेरियल बनाती है।
Hastelloy C-276 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Hastelloy C-276 (UNS N10276 / ASTM B575 / B619 / B622 / B626) एक बहुउपयोगी सुपरएलॉय है, जो अत्यधिक संक्षारक (highly corrosive) मीडिया में संरचनात्मक और रासायनिक स्थिरता बनाए रखता है।
रासायनिक संरचना (टिपिकल)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
निकेल (Ni) | बैलेंस (≥57.0) | कॉरोशन रेजिस्टेंस और स्ट्रेंथ के लिए बेस मेटल |
मोलिब्डेनम (Mo) | 15.0–17.0 | रिड्यूसिंग एसिड्स और पिटिंग के प्रति प्रतिरोध बढ़ाता है |
क्रोमियम (Cr) | 14.5–16.5 | ऑक्सिडाइज़र्स से बचाव हेतु पैसिव ऑक्साइड लेयर बनाता है |
आयरन (Fe) | 4.0–7.0 | मैकेनिकल प्रॉपर्टीज़ बढ़ाता है |
टंग्स्टन (W) | 3.0–4.5 | लोकलाइज़्ड कॉरोशन रेजिस्टेंस बढ़ाता है |
कोबाल्ट (Co) | ≤2.5 | माइनर अलॉयिंग एलिमेंट |
कार्बन (C) | ≤0.01 | वेल्ड ज़ोन्स में कार्बाइड प्रीसिपिटेशन रोकता है |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤1.0 | हॉट फॉर्मेबिलिटी सुधारता है |
सिलिकॉन (Si) | ≤0.08 | इंटरग्रेन्युलर अटैक को कम करता है |
सल्फर (S) | ≤0.03 | मशीनीकरण के दौरान क्रैकिंग कम करने हेतु नियंत्रित |
वैनाडियम (V) | ≤0.35 | माइक्रोस्ट्रक्चरल स्टेबिलिटी बढ़ाता है |
भौतिक गुण
गुण | मान (टिपिकल) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 8.89 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1325–1370°C | ASTM E1268 |
थर्मल कंडक्टिविटी | 10.5 W/m·K at 100°C | ASTM E1225 |
इलेक्ट्रिकल रेसिस्टिविटी | 1.20 µΩ·m at 20°C | ASTM B193 |
थर्मल विस्तार | 11.2 µm/m·°C (20–300°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 420 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 | 760–825 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड स्ट्रेंथ (0.2%) | 280–355 MPa | ASTM E8/E8M |
एलॉन्गेशन | ≥40% (25mm gauge) | ASTM E8/E8M |
हार्डनेस | 190–230 HB | ASTM E10 |
इम्पैक्ट टफनेस | सब-ज़ीरो से लेकर उच्च तापमान तक उत्कृष्ट | ASTM E23 |
Hastelloy C-276 की प्रमुख विशेषताएँ
असाधारण एसिड रेजिस्टेंस: बॉयलिंग हाइड्रोक्लोरिक एसिड (37% तक), सल्फ्यूरिक एसिड, और फॉर्मिक एसिड मिक्सचर में कॉरोशन रेट <0.02 mm/year।
वेल्डेबिलिटी: लो कार्बन और लो सिलिकॉन कंटेंट वेल्डिंग/पोस्ट-वेल्ड थर्मल साइकिल्स के दौरान सेंसिटाइज़ेशन और इंटरग्रेन्युलर अटैक रोकते हैं।
थर्मल और ऑक्सिडेशन स्टेबिलिटी: ऑक्सिडाइज़िंग और सल्फर-युक्त वातावरणों में 1040°C तक निरंतर सेवा के लिए उपयुक्त।
प्रिसिजन मशीनेबिलिटी: सही टूलिंग और कूलेंट स्ट्रेटेजी के साथ ±0.01 mm टॉलरेंस और Ra <0.8 µm सतह फिनिश बनाए रख सकता है।
Hastelloy C-276 के लिए CNC मशीनीकरण चुनौतियाँ और समाधान
मशीनीकरण की चुनौतियाँ
वर्क हार्डनिंग
उच्च मोलिब्डेनम कंटेंट शैलो कट्स या इंटरप्टेड मशीनीकरण के दौरान स्ट्रेन हार्डनिंग को बढ़ावा देता है, जिससे टूल वियर बढ़ता है।
थर्मल बिल्ड-अप
कम थर्मल कंडक्टिविटी के कारण हीट रिटेंशन होता है, जिससे अनकोटेड टूल्स में फ्लैंक वियर और एज-चिपिंग हो सकती है।
मटेरियल स्टिकीनेस
यदि हाई-प्रेशर कूलेंट और पॉलिश्ड टूल सरफेस उपयोग न किए जाएँ, तो BUE (Built-Up Edge) बन सकता है।
अनुकूलित मशीनीकरण रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | कार्बाइड (K20–K30) या सिरेमिक इन्सर्ट्स | हाई-टेम्परेचर वियर रेजिस्टेंस |
कोटिंग | AlTiN या AlCrN PVD कोटिंग (3–5 µm) | हीट रेजिस्टेंस और चिप फ्लो बेहतर करता है |
ज्योमेट्री | पॉजिटिव रेक (8–12°), एज-रेडियस 0.02–0.05 mm (होन) | कटिंग फोर्स और वर्क हार्डनिंग कम करता है |
कटिंग पैरामीटर्स (ISO 3685)
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | DOC (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 12–18 | 0.20–0.30 | 2.0–3.5 | 100–120 |
फिनिशिंग | 20–30 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 120–150 |
मशीन्ड Hastelloy C-276 पार्ट्स के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP 1150°C और 100–200 MPa पर श्रिंकेज पोरोसिटी हटाता है और फटीग रेजिस्टेंस को ≥20% तक सुधारता है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट में 1120–1175°C पर सॉल्यूशन एनीलिंग और उसके बाद रैपिड क्वेंचिंग शामिल है, जिससे सेकेंडरी फेज़ फॉर्मेशन रोका जाता है।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग ERNiCrMo-4 फिलर के साथ, लो इंटरपास टेम्परेचर (<150°C) पर कॉरोशन-रेज़िस्टेंट वेल्ड ज़ोन्स सुनिश्चित करती है।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग 900–1050°C तथा अम्लीय या SO2-समृद्ध वातावरणों में एक्सपोज़ पार्ट्स के लिए थर्मल इन्सुलेशन प्रदान करती है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनीकरण (EDM)
EDM ±0.005 mm टॉलरेंस और Ra <0.6 µm के साथ फाइन-फीचर प्रोफाइलिंग को सपोर्ट करता है।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग L/D >30:1 पर रिएक्टर ट्यूबिंग और केमिकल प्रोसेसिंग मैनिफोल्ड्स के लिए हाई-प्रिसिजन ड्रिलिंग सक्षम बनाती है।
मटेरियल टेस्टिंग और विश्लेषण
मटेरियल टेस्टिंग में G28 और A262 कॉरोशन टेस्टिंग, मैकेनिकल वैलिडेशन (E8, E18), और मेटलोग्राफी शामिल हैं।
Hastelloy C-276 कंपोनेंट्स के उद्योग-उपयोग
केमिकल प्रोसेसिंग
हीट एक्सचेंजर्स, स्क्रबर सिस्टम्स, और डाइजेस्टर्स—ऑक्सिडाइज़िंग-रिड्यूसिंग एसिड वातावरणों में।
फ्ल्यू गैस डीसल्फराइज़ेशन (FGD)
डक्टिंग, फैंस, और एब्ज़ॉर्बर टावर्स—जो वेट क्लोरीन गैस और अम्लीय कंडेन्सेट के संपर्क में उच्च तापमान पर रहते हैं।
मरीन इंजीनियरिंग
वाल्व कंपोनेंट्स, पंप हाउसिंग्स, और ऑफशोर राइज़र ट्यूब्स—जो बायोफाउलिंग और समुद्री जल कॉरोशन के प्रति प्रतिरोधी हों।
वेस्ट ट्रीटमेंट
प्रेशर वेसल्स और एजीटेटर्स—जो ऑर्गेनिक्स के साथ नाइट्रिक, हाइड्रोक्लोरिक, और सल्फ्यूरिक एसिड मिश्रणों को हैंडल करते हैं।
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