Hastelloy N (N10003) Hastelloy
Slitina Hastelloy N je vysokoteplotní slitinový materiál na bázi niklu používaný v reaktorech s roztavenou solí. Má vynikající odolnost proti korozi, odolnost vůči neutronovému záření a dobré mechanické vlastnosti při vysokých teplotách.
Teplota na výstupu z reaktoru však dosáhla 750 stupňů, čímž překročila povolenou teplotu slitiny Hastelloy N 704 stupňů, což znamená, že slitina nemůže dlouhodobě stabilně fungovat v prostředí roztavené soli o teplotě 750 stupňů. Proto existuje naléhavá potřeba optimalizovat slitinu Hastelloy N, aby splňovala požadavky reaktorů na roztavenou sůl s vyšší teplotou.
Vzhledem k tomu, že prvek Mn má výhody stabilizace austenitu a zlepšení odolnosti vůči oxidaci ve vysokoteplotních slitinách, bere tento článek jako cíl výzkumu slitinu Hastelloy N. Návrhem a přípravou slitin Hastelloy N s různým obsahem Mn a pomocí optického mikroskopu (OM) a skenování Vliv obsahu Mn na mikrostrukturu, mechanické vlastnosti a oxidační vlastnosti slitiny HastelloyN byl studován pomocí experimentálních analytických metod, jako je elektronový mikroskop (SEM +EDS+EBSD), univerzální tahový stroj, rentgenový difraktometr (XRD) a elektronová sonda (EPMA). . Byly získány následující výsledky výzkumu:
(1) Přidání prvku Mn může podpořit zjemnění zrn slitiny Hastelly N, zvýšit počet separovaných karbidů a karbidy postupně kondenzují do bloků a dlouhých řetězců a shromažďují se na hranicích zrn.
(2) Při natahování při pokojové teplotě je pevnost v tahu slitiny 0.5Mn nízká. Když obsah Mn překročí 1 % hmotn., pevnost v tahu se zlepší. Na povrchu lomu se objevují důlky a stupňovité textury. Metoda praskání se skládá ze štěpného praskání a odolného praskání. Směs praská. Při natahování při vysoké teplotě 850 stupňů nemá Mn žádný zjevný vliv na pevnost slitiny v tahu. Na povrchu lomu se objevují krystalové roviny maziva a metodou praskání je mezikrystalové křehké praskání.
(3) Se zvyšujícím se obsahem Mn se zlepšují antioxidační vlastnosti slitiny. Při 700 stupních má slitina s obsahem 1 % hm. Mn nejlepší odolnost proti oxidaci a rychlost oxidace je o 25,9 % nižší než u slitiny 0Mn. Při 850 stupních má slitina s obsahem Mn 0,75 % hmotn. nejlepší odolnost proti oxidaci a rychlost oxidace je o 52,1 % nižší než u slitiny 0Mn.
(4) Oxidový film má vrstvenou strukturu. Po oxidaci při 700 stupních /200h se oxidový film všech slitin rozdělí na dvě vrstvy. Vnější vrstva je NiO, Fe2O3 a další oxidy a vnitřní vrstva je Cr2O3, MoOz a NiMn2O4 a další oxidy. Povrch slitiny Není patrná žádná kapka a vrstva NiO je neporušená a hustá. S rostoucím obsahem Mn se vrstva oxidu slitiny postupně ztenčuje. Po oxidaci při 850 stupních/100 h se oxidový film slitiny s obsahem Mn 0~0,2 % hmotn. rozdělí do tří vrstev. Vnější vrstva je převážně NiO, střední vrstva je NiO, NiMn2O4 a další kompozitní oxidy a vnitřní vrstva je Cr2O3, MoO2 a další oxidy. Materiál; U slitin s obsahem Mn 0~0,2 hm% je oxidový film rozdělen do dvou vrstev, vnější vrstva je NiO a malé množství NiFeO4, NiMn2O4 a vnitřní vrstva je Cr2O3, MoO2 a další oxidy. Jak se obsah Mn zvyšuje, jev vnitřní oxidace slitiny postupně slábne.
(5) Přídavek Mn může podporovat tvorbu spinelové ochranné vrstvy NiMn2O4 mezi NiO a matricí, čímž účinně brání pronikání vnějšího světa a vnější difúzi legujících prvků a zlepšuje antioxidační vlastnosti slitiny.
Hastelloy N má vynikající odolnost vůči tepelné oxidaci fluoridové soli při 704-871 stupni a má vynikající antioxidační kapacitu ve vzduchu. Má dobrou odolnost proti stárnutí a křehnutí a má dobré zpracovatelské vlastnosti.
Použití: Zásobník na roztavenou fluoridovou sůl
