Q1: ハステロイ B-3 線材の主な化学組成は何ですか?また、前世代のハステロイ B-2 との違いは何ですか?
A:ハステロイ B-3 は、純粋な塩酸やその他の強力な還元環境に対する優れた耐性を備えた特別に設計されたニッケルモリブデン合金です。公称化学組成はおよそ次のとおりです。ニッケル65％（残部）、モリブデン28～30％、鉄1.5～3.0％、クロム1.0％以下、マンガン0.5％以下、アルミニウム0.1％以下、炭素0.01％以下。ハステロイ B-2 (同様のモリブデン濃度を含むが、熱処理に対する冶金学的反応が異なる) とは異なり、B-3 には精密に制御された化学反応が組み込まれています。金属間化合物相の析出を最小限に抑えます(具体的には Ni₄Mo および Ni₃Mo) 溶接または熱間成形中に使用されます。
B-2 との主な違いは熱安定性にあります。ハステロイ B-2 は、溶接などの短い熱サイクルの間であっても、600 ～ 900 度 (1110 ～ 1650 度 F) の範囲の温度にさらされると、脆い金属間化合物が急速に形成されやすくなります。これにより、B-2 は応力腐食割れが発生しやすくなり、熱影響部の延性が低下しました。対照的に、ハステロイ B-3 は、改良された化学反応 (鉄の含有量の増加、アルミニウムとシリコンの厳密な制御など) を使用して開発されました。降水速度を劇的に遅くするこれらの有害な段階の。その結果、B-3 線材は、より優れた耐脆化性を持って溶接および熱加工することができます。さらに、B-3 は、高温に長期間さらされた際にも優れた熱安定性を示し、温度変動が発生する可能性のある製造環境やサービス環境においてはるかに寛容です。-溶接フィラーメタル、冷間圧造ファスナー、メッシュなどの線材用途-では、冶金的安定性が向上し、複数の加工ステップ後でも一貫した機械的特性と耐食性が保証されます。
Q2: ハステロイ B-3 線材がハステロイ B-2 および B-3 母材の溶接に好ましい溶加材と考えられるのはなぜですか?
A:ハステロイ B-3 線材は、B-2 合金部品と B-3 合金部品の両方を接合するための溶加材として圧倒的に好まれています。溶接デポジットや熱影響部での金属間相析出のリスクを排除します。-。 B-2 フィラーメタルを使用して B-2 母材を溶接する場合、ガスタングステンアーク溶接 (GTAW) またはガスメタルアーク溶接 (GMAW) に典型的な急速な熱サイクルにより、溶接金属または隣接する母材に Ni4Mo または Ni3Mo 金属間化合物が容易に形成される可能性があります。これらの相は延性と耐食性を大幅に低下させ、冷却中または塩酸環境での使用直後に致命的な亀裂を引き起こすことがよくあります。
ハステロイ B-3 フィラーメタル (一般的にはERNiMo-11AWS A5.14 に基づく) は、この降水に耐えるように特別に配合されています。改良された化学-、特に最適化された鉄含有量 (約 2～3%) と低炭素、シリコン、アルミニウム-により、広い処理ウィンドウ脆性相を形成せずに溶接できます。複数の溶接パスが適用される場合、または入熱が完全に制御されない場合でも、B-3 フィラー金属は、きれいな単相固溶体微細構造を維持します。-。塩酸、硫酸、リン酸などの厳しい還元性の酸を使用する用途（特に 80 度を超える温度や酸化剤などの不純物を含む用途）では、B-3 線材を使用すると、溶接継手の耐食性が母材と同等以上の耐食性を発揮します。さらに、B-3 溶加材は、塩化物-を含む還元環境中での孔食や隙間腐食に対して優れた耐性を示します。これらの理由から、業界規定や製造業者は、母材が B-2 か B-3 かに関係なく、重要なサービスを目的とした B シリーズ合金機器の溶接消耗品としてハステロイ B-3 線材の使用を強く推奨しており、しばしば義務付けています。
Q3: ハステロイ B-3 線材が最も一般的に使用されている産業用途とその理由は何ですか?
A:ハステロイ B-3 線材は、次のような産業に応用されています。任意の濃度および温度の塩酸他の還元酸環境と同様に、-沸点まで-扱う必要があります。その主な用途は次のとおりです。
溶接消耗品（フィラーワイヤー）: 上で詳述したように、B-3 線材は、化学処理プラントの反応器、熱交換器、カラム、配管システムなどのハステロイ B-3 および B-2 機器を製造するための標準溶加材です。自動溶接プロセスと手動溶接プロセスの両方で、直径 0.8 mm ～ 3.2 mm が利用可能です。
冷間圧造ファスナー-: B-3 線材は冷間引抜加工され、耐酸性アセンブリに使用されるボルト、ナット、ネジ、リベットに冷間圧造されます。-これらの留め具は、固定する機器と同じ腐食性の高い環境に耐える必要があります。ワイヤ形状により、大量かつ高精度の冷間圧造が可能になり、合金の優れた延性 (冷間加工後でも) により、成形中の亀裂が防止されます。
金網とバスケット: ハステロイ B-3 線材は、酸洗いラインの触媒サポート バスケット、酸濾過スクリーン、部品バスケットに使用される耐食性メッシュに織り込まれています。これらのメッシュは高温の塩酸や混合酸にさらされるため、わずかな腐食でも汚染や機械的故障につながる可能性があります。
サーモウェルのシースと計装リード線: 還元性酸を扱う反応器では、B-3 線材 (シームレスチューブまたはソリッドワイヤーフォームに引き抜かれたもの) で作られたサーモウェルおよびセンサーシースにより、孔食や均一な腐食の危険がなく、正確な温度測定が可能になります。
スプリングと止め輪: 酸用途のバルブやポンプの場合、B-3 線材を耐食性のばねや止め輪に成形できます。-この合金は耐疲労性に優れ、（多くの高強度ステンレス鋼とは異なり）水素脆化を受けにくいため、動的用途でも信頼性が高くなります。
これらすべての用途における重要な性能上の利点は、還元剤 (塩化第二鉄、塩化第二銅など) が存在しても塩酸に耐える B-3 の能力と、塩化物を含む還元酸中でオーステナイト系ステンレス鋼や一部のニッケル合金さえも悩ませる故障モードである応力-腐食割れ-に対する耐性です。さらに、B-3 は濃度 60% までの硫酸および高温のリン酸に対して優れた耐性を示します。
Q4: ハステロイ B-3 線材を加工する際の製造および取り扱い上の重要な考慮事項は何ですか?
A:ハステロイ B-3 線材を加工するには、その耐食性と機械的完全性を維持するために、いくつかの冶金学的および実用的な要素に注意を払う必要があります。
冷間加工の限界: B-3 は B-2 に比べて延性が向上していますが、それでも急速に加工硬化します。線材の冷間引抜きは、減面率が 30 ～ 40% を超える場合、中間溶体化焼鈍 (通常は 1060 ～ 1100 度または 1940 ～ 2010 度 F) を伴って実行する必要があります。適切な焼きなましを行わないと、過度の冷間加工により、その後の成形操作 (ヘッダー、コイリングなど) 中に亀裂が発生する可能性があります。メーカーは通常、硬度が 100 HRB 以下の溶体化処理された状態の線材を供給します。
表面の清浄度: 汚染は深刻な懸念事項です。ハステロイ B-3 は酸化種に対して非常に敏感であり、表面の鉄または炭素鋼の汚染 (例: 取り扱い工具、金型、または保管ラックから) によってガルバニ電池が生成されたり、酸使用時に孔食が発生したりする可能性があります。 B-3 線材に接触するすべての工具は、ステンレス鋼、超硬、またはポリマーコーティングで作られている必要があります。最終的な溶体化焼きなましの前に、部品を脱脂し、酸洗いする必要があります (硝酸とフッ化水素酸の混合物を使用)。
焼鈍雰囲気：B-3線材の溶体化焼鈍は必ず行ってください。還元性または不活性雰囲気(水素、解離アンモニア、またはアルゴン) を使用して表面の酸化を防ぎます。酸化が発生すると、使用中に酸化スケールの下にあるクロム-欠損層が優先的に攻撃されます。完全焼なましでは、金属間化合物の析出を抑制するために急速急冷 (水またはガス) が必要です。
溶接に関する考慮事項: B-3 線材を溶加材として使用する場合、シールドガスは純粋なアルゴンまたはアルゴン-ヘリウム混合物である必要があります（水素は脆化を引き起こす可能性があるため、水素は使用しないでください）。敏感な温度範囲 (600 ～ 900 度) に長時間さらされることを避けるために、パス間の温度は 150 度 (300 度 F) 未満に保つ必要があります。溶接後の熱処理は通常は必要ありませんが、行う場合は完全溶体化処理を行った後に急速急冷する必要があります。
ストレージ: B-3 線材は清潔で乾燥した環境に保管する必要があります。店舗空気からの湿気と塩化物が結合すると、使用前であっても表面に孔食が発生する可能性があります。重要な用途では、線材は乾燥剤とともに真空シールされることがよくあります。
これらの実践に従うことで、完成したコンポーネントが合金の潜在能力を最大限に発揮できるようになります。{0}つまり、沸騰した塩酸中での腐食速度が 0.1 mm/年未満になります。
Q5: ハステロイ B-3 線材の品質とテストを管理する業界標準は何ですか?また、どのようなテストが必須ですか?
A:ハステロイ B-3 線材は、いくつかの厳しい業界基準に従って製造およびテストされています。主な仕様は、ASTM B622(シームレスパイプおよびチューブ用) ワイヤ形状に適合しますが、より直接的です。ASTM B574（低-炭素ニッケル-モリブデン-クロム合金棒および棒の標準仕様）は、B-3 線材をカバーします。ろう材溶接用、AWS A5.14 / ASME SFA-5.14(ニッケルおよびニッケル-合金裸溶接棒および電極の仕様) は B-3 を次のように指定します。ERNiMo-11。追加の関連規格には次のものがあります。ISO18274(溶接消耗品 - ニッケル合金用のワイヤおよびストリップ電極) およびNACE MR0175 / ISO 15156サワーサービス用途に。
B-3 線材の必須試験要件には通常、次のものが含まれます。
化学分析: 誘導結合プラズマ (ICP) または蛍光 X- 線 (XRF) による組成の検証 (Ni 65% 以上、Mo 28 ～ 30%、Fe 1.5 ～ 3.0%、Cr 1.0% 以下、C 0.01% 以下、Si 0.10% 以下、Al 以下0.50%）。低炭素とシリコンは重要です。
引張特性: 溶体化処理されたワイヤから測定された降伏強度 (通常 350 MPa / 50 ksi 以上)、極限引張強度 (750 MPa / 109 ksi 以上)、および伸び (50 mm で 30% 以上)。{6}}
硬さ試験: ロックウェル B (100 HRB 以下) またはビッカース (220 HV 以下) で、適切なアニーリングと金属間化合物相の不存在を確認します。
粒界腐食試験: ASTM G28 メソッド A (硫酸第二鉄-硫酸) 120 時間による。腐食速度は 12 mm/年 (0.5 ipy) 以下でなければならず、粒界攻撃の証拠は認められません。金属間化合物相は粒界に沿って急速な攻撃を引き起こす可能性があるため、このテストは非常に重要です。
金属組織検査: 200 ～ 500 倍の倍率で、析出物、介在物、粒子構造 (粒子サイズは通常 ASTM 5 以上) を確認します。
表面検査: ラップ、継ぎ目、亀裂、またはスケールを検出するための目視、液体浸透 (PT)、または渦電流試験。
溶接性試験(フィラー ワイヤ グレードの場合): テスト溶接が作成され、切断され、微細亀裂や気孔率が検査されます。
重要な用途 (原子力、製薬など) の場合、追加要件には以下が含まれる場合があります。第三者による-証人テスト, 認定材料試験レポート (MTR)元の熱ロットまでのトレーサビリティがあり、ポジティブマテリアル識別 (PMI)各スプールの。信頼できるサプライヤーは、該当する規格への準拠、熱処理記録、およびテスト結果を示す完全な文書を提供します。逸脱すると、-特に炭素、シリコン、またはアルミニウムが増加します-。B-3 指定が無効になり、腐食性能が損なわれます。
