Ciri-ciri rintangan kakisan dan aplikasi bahan logam khas yang biasa digunakan
1. Titanium dan aloi titanium
Pengeluaran aloi titanium di China pada asasnya adalah selari dengan negara asing, tetapi promosi dan penggunaannya ketinggalan, terutamanya untuk kegunaan awam. Pada masa yang sama, disebabkan persaingan tidak senonoh di kalangan bahan titanium yang diseludup asing dan beberapa syarikat pemprosesan peralatan sejak beberapa tahun kebelakangan ini, beberapa syarikat tanpa kapasiti pengeluaran dan beberapa perusahaan perbandaran kecil dan sederhana telah menggunakan bahan yang lebih rendah atau barangan yang tidak baik, yang juga telah mengganggu pasaran peralatan titanium pada tahap tertentu. Ia membuatkan pengeluar peralatan bercakap tentang perubahan warna "titanium". Oleh itu, keadaan ini juga memainkan peranan tertentu dalam menghalang pembangunan industri peralatan titanium China. Ia mesti menarik perhatian jabatan pengurusan yang berkaitan dan juga harus menjadi amaran untuk bahan khas lain yang sedang dibangunkan. .
Gred titanium yang biasa digunakan (dengan piawaian bahan kebangsaan)
1. Ciri-ciri rintangan kakisan titanium
Titanium adalah logam dengan kecenderungan kuat untuk pasif. Ia dengan cepat boleh membentuk filem pelindung oksidatif yang stabil di udara dan dalam larutan akueus pengoksidaan atau neutral. Walaupun filem itu rosak atas sebab tertentu, ia boleh pulih dengan cepat dan automatik. Oleh itu, titanium mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik dalam media pengoksidaan dan neutral.
Disebabkan oleh prestasi pempasifan yang hebat titanium, dalam banyak kes, apabila bersentuhan dengan logam yang berbeza, ia tidak mempercepatkan kakisan, tetapi boleh mempercepatkan kakisan logam yang tidak serupa. Sebagai contoh, dalam asid bukan pengoksidaan berkepekatan rendah, jika aloi Pb, Sn, Cu atau Monel disentuh dengan titanium untuk membentuk pasangan galvanik, kakisan bahan-bahan ini akan dipercepatkan, manakala titanium tidak akan terjejas. Dalam asid hidroklorik, apabila titanium bersentuhan dengan keluli karbon rendah, hidrogen baru dijana pada permukaan titanium, yang memusnahkan filem titanium oksida, yang bukan sahaja menyebabkan embrittlement hidrogen titanium, tetapi juga mempercepatkan kakisan titanium. Ini mungkin kerana titanium sangat tahan terhadap hidrogen. disebabkan aktiviti.
Kandungan besi dalam titanium mempunyai kesan ke atas rintangan kakisan dalam sesetengah media. Sebagai tambahan kepada bahan mentah, sebab peningkatan besi selalunya kerana besi yang tercemar menembusi ke dalam manik kimpalan semasa mengimpal, menyebabkan kandungan besi tempatan dalam manik kimpalan meningkat. Hakisan ini mempunyai sifat tidak seragam. Apabila bahagian besi digunakan untuk menyokong peralatan titanium, pencemaran besi pada permukaan sentuhan besi-titanium hampir tidak dapat dielakkan. Kakisan dipercepatkan di kawasan tercemar besi, terutamanya dengan kehadiran hidrogen. Apabila filem titanium oksida pada permukaan yang tercemar rosak secara mekanikal, hidrogen menembusi ke dalam logam. Bergantung pada keadaan seperti suhu dan tekanan, hidrogen meresap dengan sewajarnya, yang menyebabkan pelbagai darjah kemerosotan hidrogen dalam titanium. Oleh itu, apabila titanium digunakan dalam suhu sederhana dan tekanan sederhana dan sistem yang mengandungi hidrogen, pencemaran besi permukaan mesti dielakkan.
Dalam keadaan biasa, titanium tidak mengalami hakisan pitting.
Titanium juga menawarkan kestabilan kelesuan kakisan.
Titanium mempunyai rintangan kakisan celah yang baik, terutamanya Ti-0.3Mo-0.8Ni dan Ti-0.2Pd aloi. Oleh itu, Ti-0.3Mo-0.8Ni dan Ti-0. Aloi 2Pd digunakan secara meluas sebagai bahan permukaan pengedap untuk peralatan kontena untuk menyelesaikan masalah kakisan Celah pada permukaan pengedap peralatan.
2. Penggunaan bahan titanium
Oleh kerana rintangan kakisan yang sangat baik, bahan titanium digunakan secara meluas dalam petroleum, industri kimia, pengeluaran garam, farmaseutikal, metalurgi, elektronik, penerbangan, aeroangkasa, marin dan bidang berkaitan lain.
Titanium mempunyai ketahanan kakisan yang sangat baik terhadap kebanyakan larutan garam. Sebagai contoh, titanium lebih tahan kakisan daripada keluli nikel kromium tinggi dalam larutan klorida dan tidak mempunyai kakisan pitting. Walau bagaimanapun, kadar kakisan adalah lebih tinggi dalam aluminium triklorida, yang berkaitan dengan pengeluaran asid hidroklorik pekat selepas aluminium triklorida dihidrolisiskan. Titanium juga mempunyai kestabilan yang baik terhadap natrium klorit panas dan pelbagai kepekatan hipoklorit. Oleh itu, bahan titanium digunakan secara meluas dalam pengeluaran garam vakum dan industri serbuk peluntur.
Titanium mempunyai ketahanan kakisan yang baik terhadap kebanyakan larutan alkali. Titanium agak stabil dalam larutan natrium hidroksida dan kalium hidroksida dengan kepekatan kurang daripada 50%. Jika larutan alkali mengandungi ion klorida atau klorida, rintangan kakisannya malah melebihi nikel dan zirkonium. Walau bagaimanapun, apabila suhu dan kepekatan meningkat, kakisan akan meningkat. Industri klor-alkali kini merupakan bidang terbesar aplikasi titanium awam domestik.
Titanium tidak tahan kakisan dalam klorin kering dan merupakan risiko kebakaran, tetapi ia mempunyai kestabilan tinggi dalam klorin lembap, melebihi zirkonium, Hastelloy C dan Monel, malah dalam asid sulfurik, asid hidroklorik dan klorin tepu. Ia juga stabil dalam media seperti klorida, jadi titanium adalah bahan pilihan pertama untuk peralatan utama dalam pengeluaran titanium dioksida dengan kaedah asid sulfurik.
Kerana titanium mempunyai rintangan kakisan yang baik dalam hidrokarbon, ia juga baik walaupun ia mengandungi asid dan kekotoran klorida. Oleh itu, bahan titanium juga digunakan secara meluas dalam bahan kimia organik, seperti PTA (asid terephthalic tulen), PVA (vinilon), dll.
Titanium mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik dalam air laut, jadi titanium juga digunakan secara meluas dalam medan marin seperti platform penggerudian minyak luar pesisir dan penyahgaraman air laut.
2. Aloi berasaskan nikel dan nikel
1. Status pengeluaran domestik aloi berasaskan nikel dan nikel
Nikel tulen industri domestik boleh dihasilkan dengan sendirinya, tetapi sesetengah aloi berasaskan nikel bergantung terutamanya pada import.
Jenis aloi berasaskan nikel dan nikel (sesetengahnya mempunyai piawaian bahan kebangsaan)
Model aloi berasaskan nikel dan nikel yang biasa digunakan termasuk: nikel tulen N6; Monel 400; Hastelloy B, Hastelloy B-2; Hastelloy C-276, dsb.
2. Rintangan kakisan aloi berasaskan nikel dan nikel
Nikel mempunyai kecenderungan yang lebih besar untuk masuk ke dalam keadaan pasif. Pada suhu biasa, permukaan nikel ditutup dengan filem oksida, yang menjadikannya tahan kakisan dalam air dan banyak larutan akueus garam.
Nikel agak stabil pada suhu bilik dalam asid cair tidak mengoksida, seperti<15% hydrochloric acid, <17% sulfuric acid and many organic acids. However, when adding oxidants (FeCl2, CuCl2, HgCl2, AgNO3 and hypochlorite) and ventilation, the corrosion rate of nickel increases significantly.
Nikel adalah stabil sepenuhnya dalam semua larutan alkali, sama ada suhu tinggi atau alkali cair. Ini adalah ciri luar biasa nikel.
Aloi monel lebih tahan kakisan daripada nikel dalam media penurun, dan lebih tahan kakisan daripada kuprum dalam media pengoksidaan. Ia lebih tahan kakisan daripada nikel dan kuprum dalam asid fosforik, asid sulfurik, asid hidroklorik, larutan garam dan asid organik.
Dalam sebarang kepekatan asid hidrofluorik, aloi Monel sangat tahan terhadap kakisan apabila oksigen tidak banyak masuk. Walau bagaimanapun, apabila terdapat pengudaraan dan oksidan dalam larutan, atau apabila terdapat kekotoran berbahaya seperti garam besi dan garam kuprum dalam larutan, rintangannya terhadap asid hidrofluorik berkurangan. Antara bahan logam, selain daripada platinum dan perak, ia adalah salah satu bahan terbaik yang tahan terhadap kakisan asid hidrofluorik.
Ia sangat tahan kakisan dalam larutan alkali kaustik, tetapi apabila kepekatan natrium hidroksida sangat tinggi, walaupun rintangan kakisan aloi Monel lebih buruk daripada nikel, ia masih lebih tahan alkali daripada bahan logam lain.
Aloi monel terdedah kepada retakan kakisan tegasan dan paling baik digunakan selepas penyepuhlindapan pada 530-650 darjah untuk menghilangkan tekanan.
Aloi Hastelloy yang biasa digunakan ialah Hastelloy B (B-2, B-3) dan Hastelloy C-276. Mereka mempunyai rintangan kakisan yang tinggi dalam asid tak organik dan asid organik bukan pengoksidaan, seperti rintangan kepada asid sulfurik cair 70 darjah, tahan kepada semua kepekatan asid hidroklorik, asid fosforik, asid asetik dan asid formik, terutamanya asid hidroklorik pekat panas.
Hastelloy stabil dalam larutan kaustik dan beralkali dan stabil sepenuhnya dalam media organik, air laut dan air tawar.
Tiga kuprum putih (B10, B30)
Cupronickel ialah aloi tembaga-nikel. Cupronickel boleh dihasilkan dalam negara dan kebanyakannya dihasilkan oleh Luoyang Copper.
Rintangan kakisan kuprum putih pada asasnya serupa dengan kuprum tulen. Kakisan yang teruk akan berlaku dalam asid tak organik, terutamanya asid nitrik. Walau bagaimanapun, asid hidrofluorik dengan kepekatan<70% is corrosion-resistant in the absence of oxygen and below the boiling point. White copper does not corrode greatly in organic acids, and the corrosion rate is very small in alkaline solutions and organic compounds.
Dalam proses soda kaustik atau dalam soda kaustik elektrolitik diafragma, B30 (70-30 aloi tembaga-nikel boleh digunakan untuk menggantikan nikel tulen untuk mengeluarkan peralatan penyejat filem, terutamanya bahagian filem yang jatuh. Ia bukan sahaja boleh meningkatkan perkhidmatan hayat, tetapi juga Menjimatkan 70% nikel. B10 (91-9 aloi kuprum-nikel) juga boleh menggantikan nikel tulen untuk mengeluarkan tiub penyejatan, ruang penyejatan dan peralatan lain penyejat filem meningkat.
Tembaga putih mempunyai rintangan kakisan yang tinggi dalam air laut, jadi penukar haba yang disejukkan oleh air laut sering menggunakan kuprum putih B10 dan B30.
Empat bahan zirkonium
Gred aloi zirkonium dan zirkonium yang biasa digunakan termasuk: zirkonium bukan nuklear R60702, R60703, R60704, R60705, dan R60706.
Walaupun China tidak mempunyai spesifikasi untuk bekas aloi zirkonium dan zirkonium, ia telah dapat menghasilkan bahan zirkonium untuk kegunaan nuklear dan bukan nuklear.
Zirkonium mempunyai rintangan kakisan yang lebih baik daripada keluli tahan karat, aloi berasaskan nikel, dan titanium. Sifat mekanikal dan sifat prosesnya juga sangat sesuai untuk bekas pembuatan dan penukar haba. Namun, kerana harganya yang tinggi, ia jarang digunakan pada masa lalu. Walau bagaimanapun, dengan perkembangan industri kimia domestik, banyak peralatan yang sangat menghakis semakin menggunakan bahan zirkonium, yang meningkatkan hayat dan kebolehpercayaan peralatan dengan ketara serta mencapai faedah ekonomi yang lebih baik. Pada masa ini, teknologi daripada pengeluaran bahan zirkonium kepada reka bentuk, pembuatan dan pemeriksaan peralatan telah menjadi semakin matang, menyediakan asas untuk aplikasi luas bekas zirkonium.
5. Bahan tantalum (Ta1, Ta2, TaNb3, TaNB20)
Tantalum mempunyai kestabilan kimia yang tinggi dan sangat tahan terhadap kakisan kimia dan kakisan atmosfera di bawah 150 darjah . Ia tahan kakisan walaupun dalam suasana industri yang tercemar.
Tantalum tahan kepada asid hidroklorik dan asid nitrik pada sebarang kepekatan pada suhu mendidih, dan kepada asid campuran yang terdiri daripada asid nitrik wasap dan asid sulfurik wasap dari suhu bilik hingga 150 darjah . Kecuali untuk asid hidrofluorik, sulfur trioksida yang berasap, dan asid sulfurik pekat suhu tinggi dan asid fosforik pekat, tantalum adalah stabil kepada asid lain.
Tantalum mempunyai kestabilan yang tinggi dalam media berasid dan beralkali di bawah 200 darjah, malah lebih tinggi daripada emas dan platinum.
Tantalum mempunyai rintangan kakisan yang lemah dalam larutan alkali pekat. Tidak tahan kalium iodida dan larutan yang mengandungi ion fluorida.
Hakisan tantalum adalah kakisan seragam dan menyeluruh, tidak sensitif kepada luka, dan tidak menyebabkan jenis kakisan setempat seperti keletihan kakisan dan keretakan kakisan. Ciri tantalum ini boleh digunakan sebagai bahan salutan dan pelapik.
6. Bahan logam khas lain
1. Keluli dupleks
Keluli tahan karat dupleks gred rendah (Jenis 2304)
Keluli Tahan Karat Dupleks Standard (Jenis 2205)
Keluli Tahan Karat Super Dupleks (Jenis 2507)
Untuk keluli tahan karat dupleks ferit-austenit, ia mempunyai ciri-ciri kedua-dua keluli ferit dan keluli austenit. Kehadiran austenit mengurangkan kerapuhan keluli ferit kromium tinggi, menghalang kecenderungan pertumbuhan bijirin, dan meningkatkan keliatan dan kebolehkimpalan keluli ferit. Kehadiran ferit meningkatkan kekuatan hasil keluli austenit Cr-Ni, dan pada masa yang sama menjadikan keluli tahan terhadap kakisan tegasan dan mempunyai kecenderungan kecil untuk retak panas semasa mengimpal. Keluli jenis ini mengandungi unsur aloi tahan kakisan yang tinggi seperti Cr, Ni, Cu dan Mo. Walaupun struktur dwi fasa boleh menyebabkan kakisan mikrobateri dengan mudah, jika kandungan unsur aloi mencapai nilai tertentu, kedua-dua fasa mungkin dipasifkan dalam medium, dan kakisan terpilih dwi fasa tidak akan berlaku. Ia mempunyai rintangan yang baik terhadap kakisan seragam dan kakisan pitting. .
Hari ini, keluli tahan karat dupleks digunakan dalam pelbagai aplikasi, bukan sahaja dalam aplikasi kimia, petrokimia dan farmaseutikal, tetapi juga dalam pulpa dan kertas, makanan dan minuman, dan pembinaan, bangunan dan struktur.
Tetapi aplikasi keluli tahan karat dupleks yang paling penting adalah dalam reaktor dan peralatan industri lain dalam industri kimia, baja, petrokimia, kuasa dan pulpa dan kertas. Dalam kebanyakan aplikasi, keluli tahan karat dupleks dianggap sebagai bahan alternatif yang kos efektif, mengisi jurang antara keluli austenit biasa seperti 316L dan aloi yang lebih tinggi.
Walaupun secara amnya dipercayai bahawa aloi dupleks digunakan kerana ketahanannya terhadap kakisan oleh produk kimia, ini adalah yang paling penting dalam media larutan air panas di mana keluli tahan karat austenit tidak mempunyai rintangan yang mencukupi terhadap kakisan pitting dan retakan kakisan tegasan.
2. AL-6XN
Aloi AL-6XN ialah keluli tahan karat super austenit yang ditemui oleh Syarikat Allegheny Ludlum di Amerika Syarikat. Ia mempunyai rintangan yang lebih tinggi terhadap kakisan pitting, kakisan celah dan kakisan celah tekanan kepada ion klorida berbanding aloi siri 300 standard, dan lebih tahan terhadap kakisan daripada aloi berasaskan nikel tradisional. Kos aloi adalah rendah.
Dalam keluli tahan karat, Cr, Mo, Ni, dan C mempunyai rintangan kakisan kepada media yang berbeza masing-masing. Cr ialah wakil rintangan kakisan dalam persekitaran semula jadi dan pengoksidaan. Peningkatan kandungan Cr, Mo, dan Ni meningkatkan ketahanan terhadap kakisan pitting. Nikel menyediakan struktur austenit. Nikel dan molibdenum meningkatkan keupayaan kakisan celah tekanan dan rintangan kepada ion klorida. Mengurangkan rintangan kakisan persekitaran.
Aloi nikel tinggi (24%)-molibdenum (6.3%) AL-6XN mempunyai rintangan yang baik terhadap kakisan celah tekanan. Molibdenum mempunyai keupayaan untuk menahan kakisan pitting ion klorida. Nikel meningkatkan lagi ketahanan terhadap kakisan pitting dan boleh memberikan kekuatan yang lebih tinggi daripada 300 keluli tahan karat austenit, jadi ia sering digunakan dalam bahagian peralatan yang lebih nipis. Tahap kromium, molibdenum dan nikel yang lebih tinggi dalam AL-6XN juga memberikan rintangan kakisan apabila membentuk dan mengimpal keluli tahan karat.
Kromium, molibdenum, nikel dan nitrogen yang tinggi menjadikan AL-6XN mempunyai rintangan yang baik terhadap kakisan lubang ion klorida dan kakisan celah, yang menjadikan AL-6XN digunakan dalam banyak persekitaran, seperti makanan, air laut atau bahan kimia lain persekitaran.
7. Bahan komposit logam
Walaupun bahan logam khas mempunyai ketahanan kakisan yang baik, ia juga agak mahal, yang merupakan salah satu sebab mengapa sesetengah daripada mereka tidak boleh dipromosikan secara besar-besaran. Walau bagaimanapun, teknologi komposit logam telah mempromosikan bahan logam khas ini sebaliknya. Aplikasi.
Bahan komposit logam ialah bahan logam baharu yang terdiri daripada beberapa komponen logam atau aloi seperti a, b, dan c melalui teknik pemprosesan yang berbeza. Setiap antara muka membentuk satu set ikatan logam dan mempunyai prestasi yang sama atau lebih baik seperti bahan logam tunggal asal. . Ia bukan a mahupun b (atau c). Ia menggabungkan kelebihan komponen konstituen dan mengatasi kelemahan prestasi komponen tunggal. Ia bukan sahaja mengoptimumkan reka bentuk bahan, tetapi juga merangkumi prinsip penggunaan bahan yang rasional. Ia adalah salah satu hala tuju pembangunan semasa sains dan kejuruteraan bahan.
Kaedah pengkompaunan termasuk: pengkompaunan letupan, pengkompaunan penggelek letupan, dan pengkompaunan penggelek. Pada masa kini, kebanyakan kaedah domestik menggunakan kompaun letupan.
Jenis bahan komposit termasuk: panel komposit (dua lapisan, tiga lapisan), rod komposit, dan paip komposit.
kelebihan:
Gabungan munasabah dan nisbah sifat bahan pelapis dan bahan asas;
Tentukan nisbah ketebalan kedua-dua bahan mengikut keperluan;
Menjimatkan logam berharga dan nadir serta mengurangkan kos peralatan;
Kurangkan ketebalan reka bentuk struktur atau tingkatkan tegasan perkhidmatan struktur.
Pada masa ini, negara mempunyai piawaian kebangsaan yang berkaitan untuk bahan komposit, seperti GB8547-87 "Plat Komposit Keluli Titanium", GB8546-87 "Plat Komposit Keluli Tahan Karat Titanium", JB4733-94 "Plat Keluli Komposit Keluli Tahan Karat Letupan untuk Kapal Tekanan", dsb.
Kesimpulannya, kerana bahan logam khas mempunyai ketahanan kakisan dan prestasi pemesinan yang baik, ia dapat memenuhi keperluan rintangan kakisan peralatan pengeluaran pengeluar dan meningkatkan tahap rintangan kakisan peralatan. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, promosi dan permohonan mereka di China telah mencapai keputusan tertentu. Walau bagaimanapun, dengan perkembangan pesat ekonomi China, terutamanya pembentukan beransur-ansur corak integrasi ekonomi global dan penyertaan China ke WTO, terdapat ruang yang besar untuk pembangunan bahan logam khas domestik (termasuk memasuki pasaran antarabangsa), tetapi ia memerlukan jabatan pengurusan industri negara yang berkaitan. Membangunkan piawaian yang diperlukan serta dasar dan peraturan yang berkaitan untuk menggalakkan pembangunan keseluruhan industri.
