Hastelloy N (N10003) Hastelloy
Hastelloy N-legering är ett nickelbaserat högtemperaturlegeringsmaterial som används i smältsaltreaktorer. Den har utmärkt korrosionsbeständighet, motståndskraft mot neutronstrålning och goda mekaniska egenskaper vid hög temperatur.
Emellertid nådde reaktorns utloppstemperatur 750 grader, vilket översteg den tillåtna temperaturen för Hastelloy N-legering på 704 grader, vilket innebär att legeringen inte kan fungera stabilt i en 750 graders smält saltmiljö under lång tid. Därför finns det ett brådskande behov av att optimera Hastelloy N-legeringen för att möta kraven på smältsaltreaktorer med högre temperatur.
Eftersom Mn-elementet har fördelarna med att stabilisera austenit och förbättra oxidationsbeständigheten i högtemperaturlegeringar, tar denna artikel Hastelloy N-legering som forskningsmål. Genom att designa och framställa Hastelloy N-legeringar med olika Mn-halter, och använda optiskt mikroskop (OM) och skanning. Inverkan av Mn-innehåll på mikrostrukturen, mekaniska egenskaper och oxidationsegenskaper hos HastelloyN-legeringen studerades med hjälp av experimentella analysmetoder såsom elektronmikroskop (SEM) +EDS+EBSD), universaldragmaskin, röntgendiffraktometer (XRD) och elektronsond (EPMA). . Följande forskningsresultat erhölls:
(1) Tillsatsen av Mn-element kan främja förfining av Hastelly N-legeringskorn, öka antalet separerade karbider, och karbiderna kondenseras gradvis till block och långa kedjor och samlas vid korngränserna.
(2) När den sträcks vid rumstemperatur är draghållfastheten för legeringen 0.5Mn dålig. När Mn-halten överstiger 1 viktprocent förbättras draghållfastheten. Gropar och stegliknande texturer visas på frakturytan. Sprickningsmetoden består av klyvningssprickning och resistent sprickbildning. Blandningen spricker. När den sträcks vid hög temperatur på 850 grader har Mn ingen uppenbar effekt på legeringens draghållfasthet. Smörjmedelskristallplan visas på brottytan, och sprickningsmetoden är intergranulär spröd sprickbildning.
(3) När Mn-halten ökar förbättras legeringens antioxidantegenskaper. Vid 700 grader har legeringen med 1 vikt% Mn-innehåll den bästa oxidationsbeständigheten och oxidationshastigheten är 25,9 % lägre än den för 0Mn-legeringen. Vid 850 grader har legeringen med 0,75 viktprocent Mn-innehåll den bästa oxidationsbeständigheten och oxidationshastigheten är 52,1 % lägre än den för 0Mn-legeringen.
(4) Oxidfilmen har en skiktad struktur. Efter oxidation vid 700 grad /200h, delas oxidfilmen av alla legeringar i två lager. Det yttre skiktet är NiO, Fe2O3 och andra oxider, och det inre skiktet är Cr2O3, MoOz och NiMn2O4 och andra oxider. Legeringens yta Det finns ingen tydlig droppe, och NiO-skiktet är intakt och tätt. När Mn-halten ökar, blir legeringens oxidskikt gradvis tunnare. Efter oxidation vid 850 grader /100h delas oxidfilmen av en legering med en Mn-halt på 0~0,2 vikt% i tre lager. Det yttre skiktet är huvudsakligen NiO, det mellersta skiktet är NiO, NiMn2O4 och andra sammansatta oxider, och det inre skiktet är Cr2O3, MoO2 och andra oxider. Material; För legeringar med en Mn-halt på 0 ~ 0,2 vikt% är oxidfilmen uppdelad i två lager, det yttre lagret är NiO och en liten mängd NiFeO4, NiMn2O4, och det inre lagret är Cr2O3, MoO2 och andra oxider. När Mn-halten ökar, försvagas gradvis det interna oxidationsfenomenet hos legeringen.
(5) Tillsatsen av Mn kan främja bildandet av ett NiMn2O4-spinellskyddande skikt mellan NiO och matrisen, vilket effektivt förhindrar intrång av omvärlden och utåtriktad diffusion av legeringselement, och förbättrar legeringens antioxidationsprestanda.
Hastelloy N har utmärkt motståndskraft mot termisk fluoridsaltoxidation vid 704-871 grad och har utmärkt antioxidantkapacitet i luften. Den har god beständighet mot åldrande och sprödhet och har goda bearbetningsegenskaper.
Användning: Behållare för smält fluorsalt
