I

Không cái nào tốt hơn, và cụm từ cả hai đều tuyệt vời là lý do câu hỏi cứ được đặt ra. Hai họ vật liệu mạnh ở các hướng ngược nhau, và một dịch vụ phù hợp với cái này thường sẽ làm hỏng cái kia. Câu trả lời không phải là xếp hạng. Đó là sự diễn giải về môi trường.

Sự diễn giải phụ thuộc vào một đặc tính của môi trường. Môi trường oxy hóa, có thể cung cấp oxy hoặc nhận electron từ kim loại, sẽ có lợi cho crom. Môi trường khử, không thể, sẽ có lợi cho molypden. Họ Inconel chứa nhiều crom và ít molypden hơn. Họ Hastelloy C chứa nhiều molypden và ít crom hơn. Sự khác biệt duy nhất đó dự đoán hầu hết các câu trả lời trong bài viết này.

Hai điểm cần sửa đổi ở đầu. Đầu tiên là không có tên nào là vật liệu. Cả hai đều là danh mục sản phẩm được đăng ký nhãn hiệu chứa nhiều hệ thống thành phần, và một so sánh ở cấp độ tên mô tả hai danh mục. Thứ hai là quy tắc đơn giản có những ngoại lệ thực sự, và chúng nằm ở các mác được thiết kế để phá vỡ nó. Bài viết này hoạt động từ phía thất bại, bởi vì một vật liệu được chọn dựa trên những gì nó từ chối làm.

Hai nguyên tố hợp kim đặt ra hướng đi, và sự khác biệt giữa các họ đủ lớn để nhìn thấy trong bảng thành phần chứ không phải trong biểu đồ ăn mòn.

Đọc cột crom đối chiếu với cột molypden và bạn sẽ thấy quy luật. 625 có hàm lượng crom cao nhất trong nhóm và khoảng một nửa molypden so với C276. C276 có hàm lượng crom thấp nhất và molypden cao nhất. 686 và C-22 nằm ở giữa theo thiết kế, và chúng là hai mác làm cho quy tắc đơn giản trở nên không đáng tin cậy theo một cách tốt.

Hậu quả về chi phí cũng tuân theo cùng một cột. Molypden là nguyên tố bổ sung đắt tiền hơn trong hai nguyên tố, và vonfram trong hợp kim loại C làm tăng thêm chi phí. Một mác có 16% molypden và 4% vonfram sẽ có chi phí hợp kim cao hơn một mác có 9% molypden và không có vonfram, và sự khác biệt đó là điều đầu tiên người mua nhận thấy khi hai báo giá đến tay.

Các chế độ thất bại là hình ảnh phản chiếu, và biết cả hai hữu ích hơn là biết một trong hai điểm mạnh.

Hai hàng đầu tiên và thứ ba giải thích hầu hết sự nhầm lẫn trên thị trường. Một bảng dữ liệu nói rằng khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đang mô tả một hướng chứ không phải một phạm vi, và hai họ vật liệu chỉ theo các hướng ngược nhau. Axit clohydric và axit nitric đều là axit mạnh và chúng yêu cầu các hợp kim đối lập, vì một cái có tính khử và cái kia có tính oxy hóa.

Hàng thứ năm là hàng tốn kém nhất trong thực tế. Một ống 600 trong nước làm mát có độ mặn chống lại sự ăn mòn do ứng suất clorua và vẫn bị ăn mòn rỗ trong khe nứt dưới tấm ống. Đó không phải là mâu thuẫn. Khả năng chống nứt đến từ niken, và khả năng chống ăn mòn rỗ đến từ molypden, và 600 có cái đầu tiên mà không có cái thứ hai.

Dưới khoảng 400 °C, lựa chọn là một câu hỏi hóa học. Trên mức đó, nó trở thành một cuộc cạnh tranh giữa ăn mòn và độ bền cơ học, và thứ hạng thay đổi.

Họ Inconel giữ được độ bền ở nhiệt độ cao nhờ các kết tủa được mô tả ở nơi khác: gamma kép trong 718, gamma trong X-750, và tăng cường dung dịch rắn trong 625. Các loại Hastelloy C là hợp kim dung dịch rắn với độ bền vừa phải, và chúng được mua vì hóa học chứ không phải vì tải trọng. Do đó, một bộ phận phải chịu tải trong khí oxy hóa nóng là bộ phận Inconel, và lập luận về ăn mòn không thay đổi điều đó.

Có một ngoại lệ làm khó những người đã học thuộc quy tắc. Họ Hastelloy không chỉ là họ vật liệu chống ăn mòn. Hastelloy X là hợp kim niken-crom-sắt-molypden được thiết kế cho dịch vụ nhiệt độ cao, và Hastelloy S nhắm đến sự ổn định nhiệt. Một người mua bác bỏ mọi mác Hastelloy là không phù hợp trên 700 °C đã bác bỏ hai mác được chế tạo cho phạm vi đó.

Trường hợp kết hợp là khó nhất, và đó là lý do tại sao 686 và C-22 xứng đáng với giá của chúng. Một môi trường nóng vừa có tính oxy hóa vừa chứa clorua, chẳng hạn như dòng bột giấy đã tẩy trắng hoặc dung dịch tẩy rửa, cần crom cho quá trình oxy hóa và molypden cho clorua, và không có họ vật liệu thuần túy nào cung cấp cả hai.

Thu gọn thành một bảng làm việc, câu hỏi có một câu trả lời ngắn gọn cho mỗi loại môi trường xuất hiện trong hầu hết các yêu cầu.

Bảng này là điểm khởi đầu chứ không phải sự chấp thuận. Mỗi hàng trong số đó có thể đảo ngược trong một dải nồng độ hoặc nhiệt độ hẹp, và một bài kiểm tra ăn mòn trong môi trường thực tế có giá trị hơn bất kỳ bảng nào. Bảng này cung cấp lý do đằng sau mỗi câu trả lời, đó là điều mà một cuộc thảo luận với kỹ sư vật liệu cần để bắt đầu.

Ba trường hợp đáng được nêu tên, bởi vì một quy tắc được áp dụng mà không có chúng sẽ cho ra câu trả lời sai một cách tự tin.

Đầu tiên là 686. Nó mang molypden và vonfram của hợp kim loại C với crom của Inconel, và nó được bán như một loại Inconel. Một người mua đã học rằng Hastelloy dành cho axit khử và Inconel dành cho oxy hóa sẽ phân loại sai nó theo cả hai hướng.

Thứ hai là 625 trong dịch vụ clorua. Molypden của nó khoảng 9%, đủ cho nước biển trong nhiều cấu hình và không đủ cho khe nứt hẹp trong nước muối nóng. Mác này thường được mô tả là chống nước biển, và mô tả đó đúng với ống và sai với mặt bích có gioăng.

Thứ ba là ảnh hưởng của nhiệt độ đối với một môi trường trông có vẻ vô hại ở nhiệt độ phòng. Axit axetic, axit photphoric và axit sulfuric loãng đều thay đổi đặc tính khi nhiệt độ tăng lên, và một hợp kim được chọn từ biểu đồ nhiệt độ phòng có thể bị hỏng ở 80 °C trong cùng một dung dịch. Quy tắc về crom và molypden không thay đổi, và phân loại môi trường thì có.

Trước bất kỳ tên mác nào, ba câu hỏi sẽ thu hẹp câu trả lời xuống một vài ứng cử viên, và mỗi câu có thể loại bỏ một họ vật liệu.

Câu hỏi đầu tiên là câu thường bị trả lời sai nhất, bởi vì một môi trường được phân loại theo hóa học của nó chứ không phải theo dịch vụ của nó. Một dòng axit sulfuric được sục khí là oxy hóa và hoạt động khác hẳn với cùng một axit trong bể kín, và hai cái có thể cần các hợp kim khác nhau. Một dung dịch tẩy axit clohydric có chứa oxy hòa tan từ phản ứng hạ nguồn không còn là nhiệm vụ khử thuần túy nữa.

Câu hỏi thứ hai là câu trả lời từ bản vẽ chứ không phải từ bảng dữ liệu. Tốc độ ăn mòn đồng đều đo trên mẫu thử không nói lên điều gì về mặt bích gioăng, và mặt bích là nơi xảy ra sự cố.

Ba tuyên bố xuất hiện trong hầu hết mọi so sánh và cả ba đều gây hiểu lầm.

Tuyên bố thứ ba là tuyên bố gây ra những sai lầm tốn kém, bởi vì biểu đồ là một tài liệu hợp lệ và dễ dàng coi nó như một câu trả lời. Một thử nghiệm mẫu trong dung dịch thực tế, với mẫu khe nứt ở nhiệt độ thực tế, có chi phí bằng một phần nhỏ của thiết bị và giải quyết câu hỏi mà biểu đồ không thể.

DLX cung cấp cả hai họ vật liệu từ Trường Châu, Giang Tô, dưới dạng thanh, dây, ống, tấm, và các dạng rèn và gia công, với mác, số UNS và tình trạng được ghi trên chứng chỉ. Việc lưu trữ cả hai họ vật liệu trong một nhà máy cho phép câu trả lời là một sự so sánh chứ không phải là khuyến nghị về bất cứ thứ gì có sẵn trong kho.

Hai câu hỏi giải quyết hầu hết các yêu cầu. Đầu tiên là môi trường và liệu nó có tính oxy hóa hay không, bởi vì câu trả lời duy nhất đó sẽ chuyển lựa chọn từ họ vật liệu này sang họ vật liệu khác. Thứ hai là hình thức và tiêu chuẩn, bởi vì một tấm và một ống hàn cùng một hợp kim có các bài kiểm tra khác nhau và chứng chỉ khác nhau.

Nói chung là không. Các loại Hastelloy C chống ăn mòn tốt hơn trong axit khử và khe nứt chứa clorua, và các mác Inconel chống ăn mòn tốt hơn trong axit oxy hóa và không khí nhiệt độ cao. Một so sánh mà không có môi trường được đặt tên thì không có câu trả lời, và một nhà cung cấp đưa ra câu trả lời mà không hỏi về môi trường thì chưa hiểu câu hỏi.

Trong axit clohydric và khe nứt chứa clorua, có, vì nó chứa khoảng 16% molypden so với 9% và có thêm vonfram. Trong axit nitric nóng, trong điều kiện oxy hóa, và bất cứ nơi nào bộ phận chịu tải ở nhiệt độ cao, 625 là lựa chọn tốt hơn. Chúng không phải là hai mác của cùng một vật liệu. Chúng là hai câu trả lời cho hai môi trường khác nhau.

Bởi vì lớp màng bảo vệ trên hợp kim niken là oxit crom, và nó chỉ hình thành khi môi trường có thể cung cấp oxy hoặc nhận electron. Axit nitric có tính oxy hóa mạnh và giữ cho lớp màng ổn định, vì vậy crom là nguyên tố hữu ích. Axit clohydric có tính khử và hòa tan lớp màng, vì vậy hợp kim phải dựa vào molypden, bản thân nó chống lại sự tấn công khử.

Một phần. 686 và C-22 được thiết kế để làm điều đó, bằng cách chứa hàm lượng crom cao và molypden cao cùng lúc, và chúng là những mác cần xem xét cho dòng chảy hỗn hợp. Không có cái nào là câu trả lời phổ quát, cả hai đều tốn kém hơn các mác chỉ phục vụ một hướng, và cả hai vẫn cần kiểm tra ăn mòn trong môi trường thực tế trước khi một thiết bị được phát hành để chế tạo.

Có. Trên nhiệt độ đó, độ bền cơ học của hợp kim bắt đầu quyết định thiết kế, và các loại Hastelloy C là hợp kim dung dịch rắn với độ bền vừa phải ở nhiệt độ cao. Các mác Inconel được chế tạo cho phạm vi đó, và Hastelloy X là ngoại lệ trong họ Hastelloy cũng được chế tạo cho nó.

Đó là sự kết hợp khó nhất, và đó là lý do tại sao 686 và C-22 tồn tại. Crom cần thiết cho phần oxy hóa và molypden cho clorua, và một mác mạnh về cái này thường yếu về cái kia. Một thử nghiệm trong phòng thí nghiệm trong dung dịch thực tế, ở nhiệt độ thực tế, với mẫu khe nứt, là cách duy nhất đáng tin cậy để giải quyết vấn đề này.

Câu hỏi tốt hơn nên được hỏi là cái nào tồn tại trong môi trường này. Crom trả lời cho nửa oxy hóa và molypden trả lời cho nửa khử, và hai họ vật liệu được cân bằng theo hướng ngược nhau một cách có chủ đích. 625 và 600 nằm ở phía crom, C276 nằm ở phía molypden, và 686 và C-22 nằm ở giữa chúng với giá cao hơn.

Các chế độ thất bại phản chiếu lẫn nhau. Một mác giàu crom bị hỏng trong axit clohydric và khe nứt chứa clorua. Một mác giàu molypden bị hỏng trong axit nitric nóng và quá trình oxy hóa bền vững. Một người mua biết quy trình của mình có thể gây ra những thất bại nào trong hai loại đó đã tự trả lời câu hỏi, và tên mác sẽ theo sau.

Haynes International, Bảng dữ liệu hợp kim HASTELLOY C-276 và C-22, cho thành phần, dữ liệu ăn mòn trong môi trường khử và oxy hóa, và nhiệt độ khe nứt và ăn mòn rỗ tới hạn.

Special Metals Corporation, Bản tin kỹ thuật hợp kim INCONEL 625 và hợp kim 686, cho thành phần, độ bền ở nhiệt độ cao, và hiệu suất ăn mòn được trích dẫn cho phía oxy hóa.

Special Metals Corporation, Bản tin hợp kim INCONEL 600, cho hiệu suất axit nitric và hành vi ăn mòn do ứng suất clorua của mác giàu niken.

Haynes International, Bảng dữ liệu hợp kim HASTELLOY X, cho hợp kim nhiệt độ cao trong họ Hastelloy.

ASTM G28, phát hiện nhạy cảm với tấn công liên hạt trong hợp kim niken giàu crom được rèn, cho bài kiểm tra được sử dụng để xác nhận rằng một xử lý nhiệt không để lại cấu trúc nhạy cảm.

ASTM G48, khả năng chống ăn mòn rỗ và khe nứt trong dung dịch ferric chloride, cho xếp hạng các mác này trong dịch vụ clorua.

NACE MR0175 và ISO 15156, cho các yêu cầu dịch vụ chua nơi có môi trường hydro sulfua ẩm.

Tất cả các tuyên bố về ăn mòn ở đây đều mang tính định hướng và mô tả hành vi của các họ vật liệu trong các môi trường được đặt tên, ở nồng độ và nhiệt độ trong phạm vi xuất bản thông thường của chúng. Chúng không phải là tốc độ ăn mòn, và tốc độ trong nhà máy thực tế phụ thuộc vào nồng độ, nhiệt độ, sục khí, dòng chảy và hình dạng của khe nứt. Một mác được đặt tên cho một môi trường là điểm khởi đầu cho một bài kiểm tra ăn mòn chứ không phải là sự chấp thuận cho một thiết bị. Phạm vi thành phần là giới hạn tiêu chuẩn và chứng chỉ nhà máy báo cáo phân tích thực tế. Các mác ngoại lệ được đặt tên, 686, C-22 và Hastelloy X, được mô tả theo mục đích thiết kế của chúng chứ không phải theo sự đảm bảo trong bất kỳ dịch vụ cụ thể nào. Các tiêu chuẩn được sửa đổi, và phiên bản được đặt tên trong đơn đặt hàng sẽ có hiệu lực. Không có gì ở đây là sự thay thế cho việc phát hành kỹ thuật hoặc cho việc xem xét vật liệu và ăn mòn của quy trình thực tế.