Hastelloy N (N10003) Hastelloy
Hastelloy N -seos on nikkelipohjainen korkean lämpötilan seosmateriaali, jota käytetään sulan suolareaktoreissa. Sillä on erinomainen korroosionkestävyys, neutronisäteilyn kestävyys ja hyvät korkean lämpötilan mekaaniset ominaisuudet.
Reaktorin ulostulolämpötila saavutti kuitenkin 750 astetta, ylittäen Hastelloy N -lejeeringin sallitun lämpötilan 704 astetta, mikä tarkoittaa, että seos ei voi toimia vakaasti 750 asteen sulassa suolaympäristössä pitkään. Siksi on kiireellinen tarve optimoida Hastelloy N -seos vastaamaan korkeamman lämpötilan sulan suolareaktorin vaatimuksia.
Koska Mn-elementillä on etuna austeniitin stabilointi ja hapettumisenkestävyyden parantaminen korkeissa lämpötiloissa lejeeringeissä, tässä artikkelissa otetaan Hastelloy N -seos tutkimuskohteena. Suunnittelemalla ja valmistamalla eri Mn-pitoisuuksia sisältäviä Hastelloy N -seoksia sekä optista mikroskooppia (OM) ja skannausta Mn-pitoisuuden vaikutusta HastelloyN-lejeeringin mikrorakenteeseen, mekaanisiin ominaisuuksiin ja hapettumisominaisuuksiin tutkittiin kokeellisilla analyysimenetelmillä, kuten elektronimikroskoopilla (SEM). +EDS+EBSD), yleinen vetokone, röntgendiffraktometri (XRD) ja elektroninen anturi (EPMA). . Saatiin seuraavat tutkimustulokset:
(1) Mn-elementin lisääminen voi edistää Hastelly N -lejeeringin rakeiden jalostumista, lisätä erottuneiden karbidien määrää ja karbidit tiivistyvät vähitellen lohkoiksi ja pitkiksi ketjuiksi ja kerääntyvät rakeiden rajoihin.
(2) Huoneenlämmössä venytettynä 0,5Mn-seoksen vetolujuus on huono. Kun Mn-pitoisuus ylittää 1 paino-%, vetolujuus paranee. Murtuman pinnalle ilmestyy kuoppia ja askelmaisia tekstuureja. Halkeilumenetelmä koostuu halkeamishalkeilusta ja vastustushalkeilusta. Seos halkeilee. Kun Mn:llä venytetään korkeassa 850 asteen lämpötilassa, sillä ei ole selvää vaikutusta lejeeringin vetolujuuteen. Murtumapinnalle ilmestyy voiteluainekidetasoja ja halkeilumenetelmä on rakeiden välinen hauras halkeilu.
(3) Mn-pitoisuuden kasvaessa lejeeringin antioksidanttiominaisuudet paranevat. 700 asteessa 1 paino-% Mn-seoksella on paras hapettumisenkestävyys, ja hapetusnopeus on 25,9 % alhaisempi kuin 0Mn-seoksella. 850 asteessa 0,75 paino-% Mn-seoksella on paras hapettumisenkestävyys, ja hapetusnopeus on 52,1 % alhaisempi kuin 0 Mn-seoksella.
(4) Oksidikalvolla on kerrosrakenne. 700 asteen /200h hapetuksen jälkeen kaikkien metalliseosten oksidikalvo on jaettu kahteen kerrokseen. Ulompi kerros on NiO, Fe2O3 ja muita oksideja, ja sisäkerros on Cr2O3, MoOz ja NiMn2O4 ja muut oksidit. Seoksen pinta Ei ole selvää pudotusta, ja NiO-kerros on ehjä ja tiheä. Mn-pitoisuuden kasvaessa lejeeringin oksidikerros ohenee vähitellen. 850 astetta/100 h tapahtuneen hapetuksen jälkeen seoksen oksidikalvo, jonka Mn-pitoisuus on 0-0,2 paino-%, jaetaan kolmeen kerrokseen. Ulompi kerros on pääasiassa NiO, keskikerros on NiO, NiMn2O4 ja muita komposiittioksideja ja sisäkerros on Cr2O3, MoO2 ja muita oksideja. Materiaali; Seoksille, joiden Mn-pitoisuus on 0-0,2 painoprosenttia, oksidikalvo on jaettu kahteen kerrokseen, ulompi kerros on NiO ja pieni määrä NiFeO4, NiMn2O4 ja sisäkerros on Cr2O3, MoO2 ja muita oksideja. Mn-pitoisuuden kasvaessa lejeeringin sisäinen hapettumisilmiö vähitellen heikkenee.
(5) Mn:n lisääminen voi edistää NiMn2O4-spinellin suojakerroksen muodostumista NiO:n ja matriisin väliin, mikä estää tehokkaasti ulkomaailman tunkeutumisen ja seosaineiden leviämisen ulospäin ja parantaa seoksen hapettumisenestokykyä.
Hastelloy N:llä on erinomainen lämmönkestävyys fluoridisuolan hapettumista vastaan 704-871 asteessa, ja sillä on erinomainen antioksidanttikapasiteetti ilmassa. Sillä on hyvä ikääntymisen ja haurastumisen kesto, ja sillä on hyvät prosessointiominaisuudet.
Käyttö: Sula fluoridisuolasäiliö
