Hastelloy N (N10003) Hastelloy
L'alliage Hastelloy N est un alliage haute température à base de nickel utilisé dans les réacteurs à sels fondus. Il présente une excellente résistance à la corrosion, une résistance au rayonnement neutronique et de bonnes propriétés mécaniques à haute température.
Cependant, la température de sortie du réacteur a atteint 750 degrés, dépassant la température autorisée de l'alliage Hastelloy N de 704 degrés, ce qui signifie que l'alliage ne peut pas fonctionner de manière stable dans un environnement de sels fondus à 750 degrés pendant une longue période. Par conséquent, il existe un besoin urgent d’optimiser l’alliage Hastelloy N pour répondre aux exigences des réacteurs à sels fondus à plus haute température.
Étant donné que l'élément Mn présente les avantages de stabiliser l'austénite et d'améliorer la résistance à l'oxydation dans les alliages à haute température, cet article prend l'alliage Hastelloy N comme objectif de recherche. En concevant et en préparant des alliages Hastelloy N avec différentes teneurs en Mn, et en utilisant un microscope optique (OM) et un balayage. L'influence de la teneur en Mn sur la microstructure, les propriétés mécaniques et les propriétés d'oxydation de l'alliage HastelloyN a été étudiée à l'aide de méthodes d'analyse expérimentales telles que le microscope électronique (MEB). +EDS+EBSD), machine de traction universelle, diffractomètre à rayons X (XRD) et sonde électronique (EPMA). . Les résultats de recherche suivants ont été obtenus :
(1) L'ajout d'élément Mn peut favoriser le raffinement des grains d'alliage Hastelly N, augmenter le nombre de carbures séparés, et les carbures se condensent progressivement en blocs et en longues chaînes, et se rassemblent aux limites des grains.
(2) Lorsqu'il est étiré à température ambiante, la résistance à la traction de l'alliage 0.5Mn est médiocre. Lorsque la teneur en Mn dépasse 1 % en poids, la résistance à la traction est améliorée. Des fossettes et des textures en forme de marches apparaissent sur la surface de fracture. La méthode de fissuration est composée de fissuration par clivage et de fissuration résistante. Le mélange craque. Lorsqu'il est étiré à haute température de 850 degrés, le Mn n'a aucun effet évident sur la résistance à la traction de l'alliage. Des plans cristallins de lubrifiant apparaissent sur la surface de fracture et la méthode de fissuration est une fissuration fragile intergranulaire.
(3) À mesure que la teneur en Mn augmente, les propriétés antioxydantes de l'alliage sont améliorées. À 700 degrés, l'alliage à 1 % en poids de Mn a la meilleure résistance à l'oxydation et le taux d'oxydation est 25,9 % inférieur à celui de l'alliage 0Mn. À 850 degrés, l'alliage à 0,75 % en poids de Mn a la meilleure résistance à l'oxydation et le taux d'oxydation est 52,1 % inférieur à celui de l'alliage 0 Mn.
(4) Le film d'oxyde a une structure en couches. Après oxydation à 700 degrés/200h, le film d'oxyde de tous les alliages est divisé en deux couches. La couche externe est constituée de NiO, Fe2O3 et d'autres oxydes, et la couche interne est constituée de Cr2O3, MoOz et NiMn2O4 et d'autres oxydes. La surface de l'alliage Il n'y a pas de chute évidente et la couche de NiO est intacte et dense. À mesure que la teneur en Mn augmente, la couche d’oxyde de l’alliage s’amincit progressivement. Après oxydation à 850 degrés/100 h, le film d'oxyde d'un alliage avec une teneur en Mn de 0 à 0,2 % en poids est divisé en trois couches. La couche externe est principalement constituée de NiO, la couche intermédiaire est constituée de NiO, NiMn2O4 et d'autres oxydes composites, et la couche interne est constituée de Cr2O3, MoO2 et d'autres oxydes. Matériel; Pour les alliages avec une teneur en Mn de 0 à 0,2 % en poids, le film d'oxyde est divisé en deux couches, la couche externe est constituée de NiO et d'une petite quantité de NiFeO4, NiMn2O4, et la couche interne est constituée de Cr2O3, MoO2 et d'autres oxydes. Au fur et à mesure que la teneur en Mn augmente, le phénomène d’oxydation interne de l’alliage s’affaiblit progressivement.
(5) L'ajout de Mn peut favoriser la formation d'une couche protectrice de spinelle NiMn2O4 entre NiO et la matrice, empêchant efficacement l'intrusion du monde extérieur et la diffusion vers l'extérieur des éléments d'alliage, et améliorant les performances anti-oxydation de l'alliage.
L'Hastelloy N a une excellente résistance à l'oxydation du sel de fluorure thermique à 704-871 degré et possède une excellente capacité antioxydante dans l'air. Il présente une bonne résistance au vieillissement et à la fragilisation et possède de bonnes propriétés de transformation.
Utilisation : Récipient à sel de fluorure fondu
