¿Se ha preguntado alguna vez qué hace que determinados materiales resistan los entornos más duros? Conozca el Hastelloy C-276, una maravilla en el mundo de las aleaciones resistentes a la corrosión. Este artículo explora sus propiedades únicas, aplicaciones y precauciones esenciales de soldadura. Prepárese para descubrir los secretos de esta maravilla de la ingeniería y aprenda cómo resiste los retos más difíciles.
Hastelloy C-276, designada como UNS N10276 o C276, es una aleación de níquel-cromo-molibdeno-tungsteno de primera calidad conocida por su excepcional resistencia a la corrosión en entornos agresivos. Esta versátil superaleación está diseñada para resistir un amplio espectro de medios oxidantes y reductores, lo que la hace indispensable en la industria de transformación química y otros sectores.
La resistencia superior a la corrosión de la aleación se debe a su composición cuidadosamente equilibrada: aproximadamente 57% de níquel, 16% de cromo, 16% de molibdeno, 4% de wolframio y pequeñas cantidades de otros elementos. Esta formulación única crea una película pasiva estable y autorregenerativa que proporciona una protección sin igual contra la corrosión localizada, especialmente en entornos ricos en cloruros. El alto contenido en molibdeno y cromo le confiere una excelente resistencia a la corrosión por picaduras y grietas, mientras que el tungsteno aumenta su fuerza y resistencia a los ácidos reductores.
El Hastelloy C-276 se distingue por su capacidad para resistir soluciones húmedas de cloro gaseoso, hipoclorito y dióxido de cloro, entornos que deterioran rápidamente la mayoría de los demás materiales. También muestra una notable resistencia frente a soluciones salinas de cloruro altamente concentradas, incluidos los cloruros férrico y cúprico, incluso a temperaturas elevadas.
Entre las principales aplicaciones del Hastelloy C-276 se incluyen:
Las excepcionales propiedades del Hastelloy C-276 lo convierten en una solución rentable para la fiabilidad a largo plazo en entornos muy corrosivos, superando a menudo a otras aleaciones de alto rendimiento y materiales exóticos en términos de longevidad y menores requisitos de mantenimiento.
Hay 9 consideraciones principales a tener en cuenta cuando se suelda la aleación Hastelloy C-276, que pueden resumirse como sigue:
Como es probable que la superficie de la aleación Hastelloy contenga impurezas y óxidos, la zona de soldadura debe limpiarse antes de soldar. La limpieza manual puede realizarse utilizando amoladoras angulares para limpiar la zona hasta que el brillo metálico sea visible.
Se recomienda que la anchura de limpieza sea de al menos 100 mm para garantizar que las impurezas no entren en el zona de soldadura.
La conexión positiva de corriente continua se utiliza generalmente para soldar. Cuando se utiliza la conexión positiva de corriente continua, la temperatura del electrodo de tungsteno es baja, la corriente admisible es grande y la pérdida del electrodo de tungsteno es pequeña.
El extremo del electrodo de wolframio está rectificado a 30°, y la cabeza está rectificada ligeramente plana.
Deben tomarse medidas para minimizar la degradación de la resistencia a la corrosión de la soldadura y de la zona afectada por el calor, como la soldadura con gas inerte de tungsteno (GTAW), la soldadura con gas inerte metálico (GMAW), la soldadura por arco sumergido u otras métodos de soldadura que puede minimizar la degradación de la resistencia a la corrosión de la soldadura y de la zona afectada por el calor.
Acero especial 100 segundos" sugiere que el efecto protector del gas argón es significativo: buenos efectos protectores, calor concentrado, buena calidad de la soldaduraLa pequeña zona afectada por el calor y la pequeña distorsión de la soldadura hacen que la soldadura y la zona afectada por el calor tengan una degradación mínima de la resistencia a la corrosión.
El procesado a máquina es el método preferido para soldar ranuras, y el procesado en frío es preferible para garantizar que la forma, el tamaño y la rugosidad de la superficie de procesado cumplen los requisitos del patrón o proceso de soldadura especificaciones.
El procesamiento mecánico de la ranura antes de la soldadura provocará el endurecimiento por deformación, por lo que es necesario rectificar la ranura antes de soldar. En ranura de soldadura no deben presentar defectos como delaminación, pliegues, grietas o desgarros.
La superficie metálica de la ranura de soldadura y la anchura de 50 mm a ambos lados deben pulirse para eliminar los colores de óxido. Deben utilizarse disolventes como etanol, acetona o propanol para limpiar los contaminantes como grasa, agua y marcas de tiza.
El cepillo disolvente debe ser una esponja de cuero o celulosa que no se desprenda al limpiar. Acero especial 100 segundos" sugiere que no sea necesario materiales de soldadura y las sustancias nocivas de la ropa y el calzado de los trabajadores no deben entrar en contacto con la pieza de trabajo para evitar contaminarla.
Se recomienda utilizar alambre de soldadura ERNiCrMo-4 y ENiCrMo-4 varilla para soldar. Este alambre de soldadura tiene una excelente resistencia a la corrosión y rendimiento de proceso. Su composición química es similar a la del metal base y contiene más manganeso que éste.
Al soldar, puede mejorar la resistencia a las grietas y controlar la porosidad. El contenido superbajo de carbono proporciona protección contra corrosión intergranular.
Materiales de soldadura tabla
| Material de base | Norma de la American Welding Society (AWS) | |
| Electrodo de soldadura SMAW | Hilo de soldadura GTAW | |
| C276 y C276 | ENiCrMo-4 | ER NiCrMo-4 |
| C276 y acero al carbono o bajo acero aleado | ENiCrMo-3 ENiCrMo-4 | ERNiCrMo-3 ERNiCrMo-4 |
Por lo general, no es necesario precalentar cuando se sueldan aleaciones Hastelloy a temperatura ambiente, a menos que la temperatura del aire sea inferior al punto de congelación o haya acumulación de humedad. Si es necesario el precalentamiento, la temperatura solo debe elevarse a 30-40 °C.
Durante la soldadura, si el metal de soldadura se expone a altas temperaturas (375-875°C) durante un largo periodo de tiempo, formará compuestos metálicos Fe-Cr, conocidos como fase sigma. La fase sigma es extremadamente dura y quebradiza, y se distribuye en los límites de grano, provocando una disminución de la tenacidad al impacto y la fragilización del metal de soldadura.
Cuando se utiliza la soldadura multicapa, la temperatura entre pasadas debe mantenerse por debajo de 90°C para evitar la formación de la fase sigma debido a la exposición prolongada a temperaturas entre 375-875°C.
Para reducir calor de soldadura entrada, utilice la menor corriente de soldadura posible y un método de soldadura rápido. Además, debido a la tendencia de las aleaciones Hastelloy a agrietarse al inicio del arco, el cráter del arco debe rellenarse por completo.
Antes de reiniciar el arco, se debe esmerilar el cráter del arco anterior y, a continuación, limpiarlo con un cepillo de cerdas suaves antes de continuar con la soldadura posterior. Estos dos métodos de tratamiento pueden suprimir la generación de grietas por calor.
La unión soldada es propensa a la corrosión intergranular, incluida la corrosión intergranular del cordón de soldadura, la "corrosión por cuchillas" cerca de la línea de fusión y la corrosión intergranular de la temperatura de sensibilización en la zona afectada por el calor.
Sin embargo, en entornos extremadamente duros, los materiales C-276 y las piezas soldadas deben someterse a un tratamiento térmico de disolución para conseguir la mejor resistencia a la corrosión.
El tratamiento térmico en solución del material de aleación Hastelloy C-276 implica dos procesos, según "Acero especial 100 segundos":
(1) Calentamiento a 1040-1150°C;
(2) Enfriamiento rápido hasta un estado negro (alrededor de 400°C) en dos minutos.
El material así tratado presenta una excelente resistencia a la corrosión. Por lo tanto, realizar el tratamiento térmico de alivio de tensiones sólo en la aleación Hastelloy C-276 es ineficaz. Toda suciedad que pueda producir elementos de carbono durante el proceso de tratamiento térmico, como manchas de aceite en la superficie de la aleación, debe limpiarse antes del tratamiento térmico.
Durante la soldadura o el tratamiento térmico de las aleaciones Hastelloy C-276, pueden producirse óxidos en la superficie de la aleación, lo que provoca una disminución del contenido de Cr y afecta a su resistencia a la corrosión.
Por lo tanto, la superficie debe limpiarse. Pueden utilizarse cepillos de alambre de acero inoxidable o muelas abrasivas, seguidos de una inmersión en una solución mixta de ácido nítrico y ácido fluorhídrico en la proporción adecuada para el decapado, y finalmente enjuagar con agua limpia.
Las herramientas de procesamiento deben ser herramientas de limpieza específicas para aleaciones de níquel. Estas herramientas deben almacenarse por separado y estar claramente marcadas para evitar confusiones con otras herramientas.
Evitar el contacto entre la pieza y los metales de bajo punto de fusión para prevenir la fragilización causada por el aumento de carbono o azufre al formar metales inestables. Durante el proceso de fabricación debe limitarse el uso de tizas, tintas y grasas para medir la temperatura.
La muela utilizada para el rectificado de la pieza no debe contener iones de hierro, y el adhesivo no debe ser una resina orgánica.
Para la compresión uniones soldadasPara el posicionamiento de los equipos de presoldadura debe utilizarse el mismo proceso que el proceso de soldadura oficialmente cualificado, y la soldadura de posicionamiento debe fundirse finalmente en la soldadura permanente. No se permite el ensamblaje forzado de las piezas de soldadura para provocar el endurecimiento local de las piezas de soldadura.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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