1. 용광로(예: 방사형 튜브 바스켓)의 고온-구조적 용도의 경우 Inconel 600과 Incoloy 800H 플레이트 중에서 선택해야 합니다. Incoloy 800H를 선택하게 된 주요 야금학적 요인은 무엇입니까?
Incoloy 800H를 선택한 이유는 화씨 1100도(593도) 이상의 온도에서 우수한 크리프{1}}파단 강도를 갖기 때문입니다.
인코넬 600은 고용체-강화 니켈-크롬 합금입니다. 이는 내산화성이 우수하지만 매트릭스의 강도에만 의존합니다. 매우 높은 온도에서는 일정한 하중(크리프) 하에서 더 쉽게 변형됩니다.
Incoloy 800H는 철-니켈-크롬 합금입니다. "H" 지정은 다음을 의미합니다.
제어된 탄소 함량(0.05-0.10%): 이 탄소는 사용 중에 결정립 내부와 결정립 경계에서 안정적인 탄화물을 형성하여 크리프 변형에 대한 구조를 강화합니다.
거친 입자 크기를 위한 용체화 어닐링: 플레이트는 ASTM 입자 크기가 5 이상으로 처리됩니다. 입자 경계가 작을수록 크리프 균열이 전파되는 경로가 길어지고 온도에서 하중을 받는 동안 사용 수명이 크게 연장됩니다.
바구니와 같은 하중-지지 구성 요소의 경우 크리프 강도가 정의 속성입니다. Incoloy 800H는 이를 위해 특별히 설계된 반면, Inconel 600은 비{4}}내열-차폐 또는 특정 내부식성이 필요한 응용 분야에 더 적합합니다.
2. 화학 반응기 용기에는 뜨겁고 오염된 황산을 처리하기 위해 니켈 합금판 라이닝이 필요합니다. 이렇게 까다로운 서비스에 있어 Hastelloy C-276이 Inconel 625보다 선호되는 이유는 무엇입니까?
두 제품 모두 우수하지만 Hastelloy C-276은 산 환원을 위한 최적화된 화학적 특성과 국부 부식에 대한 우수한 저항성으로 인해 종종 이 서비스에 선호됩니다.
환경: 뜨겁고 오염된 황산은감소산. 오염물질(예: 염화물, 철 이온)은 산화 가능성을 유발하고 구멍이 생길 위험을 증가시킬 수 있습니다.
인코넬 625: 니오븀과 몰리브덴에서 상당한 강도를 얻습니다. 그러나 매우 공격적인 환원산에서는 그 성능이 좋지만 다른 합금과 동등하거나 능가할 수 있습니다.
하스텔로이 C-276:
더 높은 몰리브덴(625에서 ~15-16% vs. 8-10%): 몰리브덴은 황산 및 염산과 같은 환원산에 저항하는 핵심 요소입니다. C-276의 함량이 높을수록 안전 마진이 더 커집니다.
텅스텐 첨가(~3-4.5%): 텅스텐은 환원산 및 피팅에 대한 저항성을 더욱 강화합니다.
저탄소/실리콘: 용접 중 유해한 상의 형성을 최소화합니다. 즉, 용접 후 열처리 없이-용접 내식성이 우수함을 의미합니다.- 이는 대형 용기를 제작하는 데 매우 중요합니다.
가장 공격적이고 예측할 수 없는 화학 환경, 특히 산 및 염화물 환원과 관련된 환경의 경우 Hastelloy C-276의 균형 잡힌 화학 및 용접성은 더욱 견고하고 신뢰할 수 있는 선택입니다.
3. Inconel 718 판으로 압력 용기를 제작할 때 열처리 순서가 중요합니다. 부품을 용체화 처리하고 노화시켜야 하는 이유~ 후에주요 용접 및 성형 작업이 완료되었습니까?
인코넬 718은 시효-경화(석출{2}}경화) 합금입니다. 엄청난 강도는 고유한 것이 아니라 특정 2{4}}단계 열처리를 통해 "잠금 해제"됩니다.
용액 처리: 플레이트를 고온(~1700-1850F / 927-1010도)으로 가열하여 모든 강화 단계(주로 감마 프라임 및 감마 더블 프라임)를 균질한 고용체로 용해시킨 후 급속 냉각합니다. 이 상태에서 재료는 상대적으로 부드럽고 연성이 있어 용접 및 성형에 이상적입니다.
노화 처리: 부품을 더 낮은 온도(~1325-1450F / 718-788F)로 가열하고 정확한 시간 동안 유지합니다. 이로 인해 강화 단계가 매트릭스 전체에 미세하고 균일하게 분산된 입자로 침전되어 강도와 경도가 극적으로 증가합니다.
노화-먼저 경화시킨 다음 용접하는 경우:
용접 열은 -열 영향부(HAZ)-의 미세 구조를 과도하게 노화시켜 조심스럽게 형성된 침전물을 용해시킵니다.
이로 인해 용접 옆에 강도가 상당히 낮고 다양한 특성을 갖는 "소프트 존"이 생성되어 압력을 가할 때 파손될 가능성이 있는 지점이 됩니다.
또한 용접 중 변형-시효 균열에 대한 민감도가 크게 높아질 수 있습니다.
Therefore, the correct sequence is: Fabricate (cut, form, weld) in the soft, solution-treated condition ->완성된 어셈블리 전체에 대해 최종 용액 처리 및 숙성을 수행합니다. 이는 용기 전체에 균일한 고강도-미세 구조를 보장합니다.
4. 해수 처리 시스템의 경우 중요한 펌프 및 밸브 구성 요소에 Monel 400 플레이트가 지정되는 경우가 많습니다. 이 환경에서 많은 스테인리스강보다 뛰어난 특성 조합은 무엇이며, 중요한 부식 취약성 중 하나는 무엇입니까?
A: Monel 400의 해수 우수성은 뛰어난 내식성과 높은 강도의 결합에서 비롯됩니다.
우수한 특성:
흐르는 바닷물에 대한 탁월한 저항성: 스테인리스강보다 부식에 강하고 결정적으로 충돌 공격과 캐비테이션 손상에 더 잘 견딥니다.
높은 생물오염 저항성: 구리 함량(~31%)은 해양 유기체에 고유한 독성을 제공하여 따개비와 홍합 부착을 줄입니다.
염화물 응력 부식 균열(SCC)에 대한 내성: 니켈 함량이 높기 때문에 따뜻한 염화물 용액에서 스테인레스 강의 일반적인 고장 모드에 면역됩니다.
심각한 취약점:
Monel 400의 주요 취약성은 산화 산성 환경에서 성능이 좋지 않다는 것입니다. 다음과 같은 공격을 빠르게 받습니다:
질산
폭기된 염산 및 황산
강력한 산화제인 제2철(Fe³⁺) 또는 제2동(Cu²⁺) 이온을 함유한 용액.
이러한 조건에서는 보호 부동태 피막이 파괴되고 부식 속도가 허용할 수 없을 정도로 높아집니다. 이러한 서비스를 위해서는 Hastelloy C-276 또는 Titanium과 같은 보다 고귀한 합금이 필요합니다.
5. 설계자는 열교환기 튜빙 시트용으로 Incoloy 800과 Inconel 600 플레이트 중에서 선택할 수 있습니다. 쉘 측면에는 증기가 보이고 튜브 측면에는 염화물-이 풍부한 공정 유체가 운반됩니다. 이 부품에 Inconel 600을 선택하는 주요 기술적 근거는 무엇입니까?
주된 근거는 인코넬 600이 튜브-측 유체에서 발생하는 염화물 응력 부식 균열(Cl-SCC)에 대한 내성과 증기 측의 충분한 강도 및 안정성을 결합한 것입니다.
Cl-SCC 위협: 튜브 시트는 수백 개의 튜브에 구멍을 뚫는 중요하고 두꺼운 구성 요소입니다. 여기서 실패하면 재앙이 될 것입니다. 튜브 측의 염화물-이 풍부한 유체는 틈새에 집중될 수 있으며, 뜨거울 경우 취약한 재료의 Cl-SCC에 대한 완벽한 환경을 조성합니다.
Incoloy 800: 일반적인 내부식성은 우수하지만 Inconel 600(~72%)에 비해 낮은 니켈 함량(~32%)으로 인해 이론적으로 가혹하고 집중된 조건, 특히 응력이 가해진 상태(튜브의 가공 및 롤링으로 인한 잔류 응력)에서 Cl{4}}SCC에 취약합니다.
인코넬 600: 니켈 함량이 매우 높아 Cl{1}}SCC에 사실상 면역입니다. 이는 전체 열교환기의 무결성을 위해 훨씬 더 크고 더 신뢰할 수 있는 안전 여유를 제공합니다.
Incoloy 800은 염화물에 노출된 튜브 시트와 같이 중요하고 교체할 수 없는 구성요소의 경우 탁월한 재료이지만 Inconel 600의 확실한 Cl{2}}SCC 저항성은 일차 고장 위험을 완화하기 위한 보다 보수적이고 기술적으로 건전한 선택이 됩니다.
