हास्टेलॉय C4 यह निकल मिश्र धातु है जिसमें आक्रामक वातावरण में तापीय स्थिरता और संक्षारण प्रतिरोध होता है। सबसे संरचनात्मक रूप से स्थिर निकल मिश्र धातुओं में से एक के रूप में, यह उच्च तापमान के लंबे समय तक संपर्क में रहने के बाद भी अपने गुणों को बनाए रखता है, जिससे यह रासायनिक प्रसंस्करण अनुप्रयोगों के लिए अमूल्य हो जाता है।
यह लेख हेस्टेलॉय सी4 की रासायनिक संरचना, भौतिक और यांत्रिक गुणों, संक्षारण प्रतिरोध और अनुप्रयोगों का एक व्यापक अवलोकन प्रस्तुत करता है।
हेस्टेलॉय C4 रासायनिक संरचना
हास्टेलॉय सी4 संक्षारक वातावरण में प्रदर्शन प्रदान करने के लिए गढ़ा हुआ निकल मिश्र धातु है। संरचना को इसकी कम कार्बन और सिलिकॉन सामग्री की विशेषता है, जो वेल्डेड संरचनाओं में कार्बाइड वर्षा और उसके बाद के अंतर-क्षरण के जोखिम को काफी कम कर देता है।
हास्टेलॉय सी4 की नाममात्र रासायनिक संरचना निम्नलिखित तालिका में उल्लिखित है:
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संघटन |
सामग्री (%) |
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निकेल (नी) |
शेष (लगभग 65%) |
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क्रोमियम (Cr) |
14-18 |
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मोलिब्डेनम (मो) |
14-17 |
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आयरन (Fe) |
अधिकतम 3 |
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कोबाल्ट (सीओ) |
अधिकतम 2 |
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टाइटेनियम (टीआई) |
0.7 अधिकतम |
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मैंगनीज (एमएन) |
1 अधिकतम |
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सिलिकॉन (Si) |
0.08 अधिकतम |
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कार्बन (सी) |
0.015 अधिकतम |
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फास्फोरस (पी) |
0.04 अधिकतम |
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सल्फर (एस) |
0.03 अधिकतम |
टंगस्टन की रणनीतिक चूक हेस्टेलॉय सी4 को सी276 जैसे पुराने मिश्र धातुओं से अलग करती है, जबकि काफी कम लौह सामग्री लंबे समय तक उच्च तापमान के संपर्क के दौरान हानिकारक इंटरमेटेलिक चरण गठन को कम करके थर्मल स्थिरता को बढ़ाती है।
हास्टेलॉय सी4 भौतिक गुण
हेस्टेलॉय C4 के भौतिक गुण निकल {{1}क्रोमियम {{2}मोलिब्डेनम मिश्र धातुओं की विशेषता:
तालिका: हास्टेलॉय सी4 के भौतिक गुण
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संपत्ति |
मूल्य |
शर्तें/नोट्स |
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घनत्व |
8.64 ग्राम/सेमी³ (0.312 पौंड/इंच³) |
20 डिग्री पर |
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गलनांक |
1335-1380 डिग्री (2435-2516 डिग्री एफ) |
- |
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विशिष्ट गर्मी की क्षमता |
408 जे/किलो· डिग्री |
100 डिग्री पर |
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ऊष्मीय चालकता |
10.1 W/m·K |
100 डिग्री पर |
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थर्मल विस्तार का गुणांक |
10.9 × 10⁻⁶/ डिग्री |
20-100 डिग्री (माध्य गुणांक) |
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विद्युत प्रतिरोधकता |
1.25 μΩ·सेमी |
20 डिग्री पर |
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लोच का मापांक |
211 जीपीए (30.8 × 10³ केएसआई) |
तनाव में, 20 डिग्री पर |
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कठोरता का मापांक |
78.6 जीपीए (11.4 × 10³ केएसआई) |
20 डिग्री पर |
हेस्टेलॉय C4 की अपेक्षाकृत कम तापीय चालकता और मध्यम तापीय विस्तार गुणांक। उच्च विद्युत प्रतिरोधकता अधिक प्रवाहकीय सामग्रियों की तुलना में इसकी अच्छी वेल्डिंग विशेषताओं में योगदान करती है।
हास्टेलॉय सी4 यांत्रिक गुण
कमरे का तापमान यांत्रिक गुण
एनील्ड स्थिति में, हास्टेलॉय सी-4 आम तौर पर प्रदर्शित करता है:
तन्य शक्ति: 690-860 एमपीए (100-125 केएसआई)
उपज शक्ति (0.2% ऑफसेट): 275 एमपीए से अधिक या उसके बराबर (40 केएसआई से अधिक या उसके बराबर)
बढ़ाव: 2 इंच में 40% से अधिक या उसके बराबर
क्षेत्रफल में कमी: लगभग 50%
कठोरता: 217 एचबी (ब्रिनेल) से कम या उसके बराबर या 95 एचआरबी (रॉकवेल बी) से कम या उसके बराबर
मिश्रधातु क्रायोजेनिक तापमान पर भी उल्लेखनीय लचीलापन और कठोरता बनाए रखता है, जो कि -196 डिग्री तक होता है, चार्पी वी-नॉच प्रभाव मान आमतौर पर कमरे के तापमान और -196 डिग्री दोनों पर 120 जे से अधिक होता है।
ऊंचा तापमान गुण
हास्टेलॉय सी4 में असाधारण थर्मल स्थिरता है, जो 1040 डिग्री तक के तापमान पर उपयोगी यांत्रिक गुणों को बरकरार रखता है। मिश्र धातु 650-1040 डिग्री पर लंबे समय तक रहने के बाद भी अच्छी लचीलापन और संक्षारण प्रतिरोध बनाए रखती है।
संक्षारण प्रतिरोध गुण
विभिन्न संक्षारक वातावरणों में प्रदर्शित प्रदर्शन के साथ, हेस्टेलॉय सी4 का संक्षारण प्रतिरोध इसकी सबसे मूल्यवान विशेषता का प्रतिनिधित्व करता है:
एकसमान संक्षारण
हेस्टेलॉय सी-4 संक्षारक मीडिया के व्यापक स्पेक्ट्रम के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदर्शित करता है, जिसमें शामिल हैं:
गर्म दूषित खनिज अम्ल (सल्फ्यूरिक, हाइड्रोक्लोरिक, फॉस्फोरिक एसिड)
कार्बनिक और अकार्बनिक क्लोराइड, शुष्क क्लोरीन गैस
फॉर्मिक और एसिटिक एसिड, एसिटिक एनहाइड्राइड
सॉल्वैंट्स, समुद्री जल और नमकीन समाधान
मिश्र धातु अत्यधिक ऑक्सीकरण वाले वातावरण में विशेष रूप से अच्छा प्रदर्शन प्रदर्शित करती है, जहां यह सी-276 से बेहतर प्रदर्शन कर सकती है। हालाँकि, हाइड्रोक्लोरिक एसिड जैसे दृढ़ता से कम करने वाले मीडिया में, सी-276 आमतौर पर बेहतर प्रतिरोध दिखाता है।
स्थानीयकृत संक्षारण
उच्च मोलिब्डेनम सामग्री (14-17%) क्लोराइड युक्त वातावरण में गड्ढों और दरारों के क्षरण के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदान करती है। यह हास्टेलॉय सी-4 को समुद्री जल, खारे पानी और क्लोराइड उत्प्रेरक या संदूषकों से जुड़ी रासायनिक प्रक्रियाओं में अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
अति-निम्न कार्बन सामग्री (0.015% से कम या उसके बराबर) संवेदीकरण और उसके बाद अंतरग्रैनुलर क्षरण के प्रतिरोध को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है। यह महत्वपूर्ण विशेषता वेल्ड हीट प्रभावित क्षेत्रों में ग्रेन बाउंड्री कार्बाइड के निर्माण को कम करती है, जिससे पोस्ट{5}वेल्ड समाधान एनीलिंग की आवश्यकता के बिना अधिकांश रासायनिक प्रक्रिया अनुप्रयोगों के लिए मिश्र धातु को वेल्डेड स्थिति में उपयोग करने की अनुमति मिलती है।
शोध से पता चला है कि उचित रूप से वेल्डेड हास्टेलॉय सी4 जोड़ आधार धातु के बराबर या यहां तक कि बेहतर संक्षारण प्रतिरोध प्रदर्शित कर सकते हैं, मानकीकृत इंटरग्रेनुलर संक्षारण परीक्षणों में संक्षारण दर 5.03 मिमी/वर्ष जितनी कम है।
थर्मल स्थिरता और सूक्ष्म संरचनात्मक विशेषताएं
हास्टेलॉय सी4 को विशेष रूप से पहले के निकल मिश्र धातुओं की तुलना में बढ़ी हुई थर्मल स्थिरता के लिए तैयार किया गया था। रणनीतिक संरचना नियंत्रण उच्च तापमान के लंबे समय तक संपर्क के दौरान हानिकारक इंटरमेटेलिक चरणों और कार्बाइड के गठन को कम करता है।
मिश्र धातु में एक फलक केंद्रित घन (एफसीसी) ऑस्टेनिटिक संरचना होती है जो इसकी उपयोगी तापमान सीमा में स्थिर रहती है। यह माइक्रोस्ट्रक्चरल स्थिरता उच्च तापमान अनुप्रयोगों जैसे ग्रिप गैस डिसल्फराइजेशन सिस्टम, रासायनिक प्रसंस्करण उपकरण और परमाणु ईंधन पुनर्संसाधन सुविधाओं में लगातार प्रदर्शन सुनिश्चित करती है जहां थर्मल साइक्लिंग आम है।
निर्माण और प्रसंस्करण विशेषताएँ
वेल्डिंग
सामान्य फ़्यूज़न वेल्डिंग तकनीकों का उपयोग करके हास्टेलॉय C4 में अच्छी वेल्डेबिलिटी है, जिसमें शामिल हैं:
गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (GTAW/TIG)
गैस मेटल आर्क वेल्डिंग (GMAW/MIG)
प्लाज्मा आर्क वेल्डिंग
परिरक्षित धातु आर्क वेल्डिंग (SMAW)
अनुशंसित प्रथाओं में शामिल हैं:
मिलान संरचना भराव धातुओं (ERNiCrMo-7) या समर्पित हास्टेलॉय C-4 वेल्डिंग उत्पादों का उपयोग करना।
150 डिग्री से नीचे इंटरपास तापमान के साथ कम ताप इनपुट बनाए रखना।
वेल्डिंग से पहले यह सुनिश्चित करना कि सामग्री एनील्ड स्थिति में है।
दूषित पदार्थों को हटाने के लिए उचित सफाई।
उष्मा उपचार
संक्षारण प्रतिरोध को अनुकूलित करने के लिए हास्टेलॉय सी4 को आम तौर पर घोल में रखा जाता है। मिश्र धातु को केवल ताप उपचार द्वारा मजबूत नहीं किया जा सकता है, क्योंकि इसमें वर्षा सख्त नहीं होती है।
गर्म और ठंडा कार्य करना
हॉट वर्किंग: प्रसंस्करण के बाद तेजी से ठंडा होने के साथ 1080-900 डिग्री की अनुशंसित तापमान सीमा।
कोल्ड वर्किंग: उच्च कार्य सख्त दर के कारण ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स की तुलना में अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है; गंभीर विकृतियों के लिए मध्यवर्ती एनीलिंग आवश्यक हो सकती है।
