​‌​​‌​

Hastelloy B-3 / (2.4600) / UNS N10675

​‌​​‌​

Hastelloy B-3 (UNS N10675) veya diğer yaygın olarak kullanılan adıyla Alloy B-3 malzeme nikel alaşım malzemeler arasında Hastelloy malzemeler grubuna giren oldukça özel bir malzemedir. Hastelloy malzemeler arasında kullanımı çok yaygın olmayan bu kalite malzeme, özellikle saf hidroklorik asit olan yerlerde, hidrobomik asit olan yerlerde ve sülfirik asit olan yerlerde bu tarz asitlere uzun süre dayanabildiği için tercih edilen bir malzemedir.

Bu malzeme yaklaşık %65 nikel elementi, yaklaşık % 29 molibden elementi, ~% 3 tungsten ve cobalt gibi oldukça zor koşullara dayanımı arttıran elementler içermektedir. Tüm bu içerdiği elementler bu kalite malzemenin üretimini zorlaştırmaktadır. Ayrıca tüm bu elementler pahalı elemenler olduğu için bu malzemeler olukça pahalı malzemelerdir.​‌​​‌​

İşlenebilirlik: Hastelloy B-3, yüksek nikel içeriği ve molibden katkıları ile yüksek mukavemet gösteren bir alaşımdır. Bu, işlenebilirlik açısından bazı zorluklar oluşturabilir, ancak dikkatli işleme yöntemleriyle verimli sonuçlar alınabilir.

Tornalama ve Frezeleme:​‌​​‌​

• Kesici Takımlar: Genellikle sertleştirilmiş çelik ve karbür uçlar kullanılır. Bu tür uçlar, yüksek sertlik ve sıcaklık dayanımına karşı direnç sağlar.
• Kesme Hızı: Düşük ve orta kesme hızları genellikle daha iyi sonuçlar verir. Aşırı yüksek hızlar aşınmayı hızlandırabilir ve işleme kalitesini düşürebilir.​‌​​‌​
• Soğutma: Soğutma sıvıları kullanmak, aşırı ısınmayı önlemeye yardımcı olur ve işleme kalitesini artırır. Soğutma sıvılarının kimyasal reaksiyonlara neden olmayacak türde olması önemlidir.

Kaynaklanabilirlik: TIG ve MIG kaynak işlemleriyle kaynaklanabilir. Kaynak sırasında dikkat edilmesi gereken en önemli faktör, yüksek ısıl gerilim ve oksitlenme riski olduğundan, kaynak öncesi ve sonrası temizlik önemlidir. Yüksek ısıl gerilim kaynak sırasında alaşımın korozyon direncini azaltabilir, bu nedenle kaynak işlemi sırasında koruyucu gazlar kullanılması ve işlem sıcaklıklarının kontrol edilmesi önerilir.​‌​​‌​

Isıl İşlem: Genellikle ısıl işleme tabi tutulmaz çünkü alaşım zaten yüksek sıcaklık dayanımına sahiptir. Bunun yerine, kaynak ve şekillendirme işlemleri sırasında malzemenin sıcaklık toleranslarına dikkat edilmelidir.

​‌​​‌​

​‌​​‌​

​‌​​‌​

Hastelloy B-3 Nedir — ve B, B-2, B-3 Arasındaki Gerçek Fark​‌​​‌​

​‌​​‌​

Hastelloy B-3 (UNS N10675 / W.Nr. 2.4600 / DIN NiMo29Cr), tek fazlı YMK (γ) nikel-molibden katı çözelti alaşımıdır: nominal %65 Ni – %28,5 Mo, bilinçli olarak küçük tutulmuş Cr ve Fe, ve fiilen karbonsuz (C ≤%0,010). Kayda değer krom içermez (%1,0–3,0) — ve bu tek olgu, alaşımın hem olağanüstü olduğu her şeyi hem de başarısız olduğu her şeyi açıklar. Bu bir indirgeyici asit alaşımıdır, genel amaçlı bir korozyon alaşımı değildir.

Alıcıların ve hatta bazı veri sayfalarının birbirine karıştırdığı iki bambaşka hasar mekanizması vardır. Aynı sorun değildirler ve 30 yıl arayla çözülmüşlerdir.​‌​​‌​

Ölçülen sonuç — ürün sayfasına yazılacak sayılar

B-2: ~750 °C’de hızla Ni₄Mo. B-3: “~650 °C civarında zararlı ikincil fazları oluşturmak birkaç saat alır” ve oluşan faz Ni₄Mo değil, daha yavaş oluşan Ni₃Mo‘dur. Patent sertlik verisi: at. %5–5,5 SAE’li deneysel alaşımlar “700 °C’de 24 saat sonra bile kayda değer şekilde sertleşmedi” — B-2’nin 0,5–1,0 saatte 10+ HRA’sına karşı. Ticari olarak belirleyici cümle patentten geliyor: “ısıtma veya soğutma süreleri B-2 alaşımı için önerilenlerden yaklaşık on kat daha yavaş olabilir.” Ağır kesitleri kaynaklamayı, yavaş soğutmayı ve ince kesitlerde havada soğutmayı mümkün kılan budur.​‌​​‌​

Korozyon sonucu (üreticinin kendi karşılaştırma testi): 700 °C’de maruziyetten sonra kaynar %60 H₂SO₄’te test — B-3: 24 saatte çatlama yok. B-2: 3 saatte taneler arası çatlama. Uzun süreli kararlılık: 540 °C’de maruziyetten sonra uzama 4.000 saatte %45,6; 8.000 saatte %47,1; 16.000 saatte %43,7 — iki yılda fiilen süneklik kaybı yok.

Yayımlanması gereken uyarı: B-3 daha yavaştır, bağışık değildir. 650 °C’de birkaç saat hâlâ Ni₃Mo üretir. B-3 bir yüksek sıcaklık alaşımı değildir ve 500–900 °C bandında sürekli servis için tasarlanmamıştır. Ayrıca iki iddiayı ayrı tutun: bıçak-çizgisi atağına direnç B-2’den devralınan düşük karbondan gelir; ITAB düzenlenme gevrekleşmesine direnç ise B-3’ün yeni katkısıdır.​‌​​‌​

Ürün Formuna Göre Standartlar

​‌​​‌​

​‌​​‌​

Standardı OLMAYAN Ürün Formları — Ticari Olarak En Değerli Bölüm

Satış mühendislerinizin ezberlemesi gereken bölüm budur.​‌​​‌​

Kimyasal Bileşim​‌​​‌​

ASTM B333 / B335 (aynı tablo B619/B622/B626/B462/B564’e taşınır), ağırlıkça %: Ni ≥65,0 · Mo 27,0–32,0 · Fe 1,0–3,0 · Cr 1,0–3,0 · Ni + Mo 94,0–98,0 (dağıtımcıların rutin olarak atladığı bileşik limit) · C ≤0,010 · Si ≤0,10 · Mn ≤3,0 · Co ≤3,0 · W ≤3,0 · Al ≤0,50 · Ti ≤0,20 · V ≤0,20 · Nb ≤0,20 · Ta ≤0,20 · Cu ≤0,20 · Zr ≤0,10 · P ≤0,030 · S ≤0,010.

Mekanik Değerler​‌​​‌​

Fiziksel Özellikler​‌​​‌​

Isıl İşlem ve Isıl Kararlılık​‌​​‌​

Kaynak

Gerçekte ne ters gidiyor

1. Soğuk işlenmiş malzemenin üzerine kaynak yapmak. En çok anılan arıza biçimi. Soğuk iş ~%7’yi aşmış ve tavla giderilmemişse B-3 “sonraki imalat/kaynak sırasında kaynak bölgesinde çatlamaya çok yatkındır“. Soğuk şekillendirilmiş bombeleri, bükülmüş boruları, haddelenmiş gövdeleri ve mandrellenmiş boru uçlarını kaynaktan ÖNCE çözelti tavına alın.
2. Çok pasolu kaynakta ısı girdisinin birikmesi. Eğrinin burnu 650 °C’de ve kuluçka birkaç saat; yani tek bir kaynak zarar vermez — ama sıcak tutulan ağır çok pasolu bir birleşim, artı yavaş bir gerilim giderme, artı bir sıcak şekillendirme yeniden ısıtması birikir. Yalnızca tepe sıcaklığını değil, 500–900 °C’de geçen kümülatif süreyi izleyin.
3. Sülfürik asitte kaynak metali cezası. Üreticinin kendi kaynak/ana metal verisi, 93 °C: %50 H₂SO₄’te kaynak 0,13 mm/yıl, ana metal 0,04 mm/yıl — 3,3 kat ceza; %70 H₂SO₄’te 0,03’e karşı 0,01. Buna karşılık HCl’de kaynak ve ana metal aynıdır (%5 HCl: ikisi de 0,30 mm/yıl; %10 HCl: ikisi de 0,29). Yani HCl’de kaynak zayıf nokta değildir; sülfürik asitte öyledir — gerçekten yararlı bir ayrım ve neredeyse hiç kimse yayımlamıyor.
4. Temizlik. Parçalar kaynaktan önce “gerilimsiz, temiz ve kirleticiden arınmış” olmalıdır. Kükürt, kurşun, çinko ve bakır bulaşması tüm yüksek nikelli alaşımlarda sıcak çatlama yapar.​‌​​‌​

Talaşlı İmalat

Açıkça belirtilmesi gereken çekince: üretici, B-3’e özgü bir hız/ilerleme tablosu değil, korozyona dayanıklı alaşım ailesi için parametre yayımlar. Aşağıdakileri “çözelti tavlı korozyona dayanıklı alaşımlar (B-3 dâhil) için başlangıç parametreleri” olarak yayımlayın, B-3 verisi olarak değil.​‌​​‌​

Korozyon — Davranış Neden İkili​‌​​‌​

B-3’te ~%1,5 krom vardır. Krom oksit pasif filmi oluşturmaz. Asitlerdeki korozyon direnci, molibdenin hidrojen aşırı gerilimini yükseltip indirgeyici katodik reaksiyonu bastırmasından gelir. Sonuç: mevcut tek katodik reaksiyon hidrojen çıkışı olduğunda üstün; daha güçlü bir yükseltgen bulunduğu anda çok kötü. Aşağıdaki her satır bu tek cümleden çıkar.

Sık Sorulan Sorular

Zaten B-2 kullanıyoruz. B-3’e para vermeye değer mi, yoksa bu sadece yeni bir parça numarası mı?​‌​​‌​

Değer, ve gerekçe dar ve özgüldür: serviste korozyon direnci değil, imalat ve arıza koşullarındaki ısıl kararlılık. Temiz, kirlenmemiş hidroklorik asitte iki alaşım çok benzer davranır; hikâye bundan ibaret olsaydı B-2 almaya devam etmeniz gerekirdi.
Farklı olan şey, metalin kabaca 500 ile 900 °C arasında başına gelenlerdir. Karbonu alınmış olan B-2, gevrek Ni₄Mo β fazına çok hızlı düzenlenir — üretici 700 °C’de yarım ilâ bir saatte on Rockwell-A puanından fazla sertleşme ölçmüştür. Bu, bir kaynak ısı tesiri altındaki bölgede, yavaş soğuyan ağır bir kesitin merkezinde, sıcak şekillendirmede ve herhangi bir proses aşımında olur. Sonuç tane sınırı gevrekleşmesi ve taneler arası bir korozyon yoludur. Üreticinin kendi yan yana testi: 700 °C maruziyetinden sonra kaynar %60 sülfürikte B-2 üç saatte taneler arası çatlarken B-3 yirmi dört saatte hâlâ çatlamamıştı.
B-3 bunu, B-2’nin çıkardığını bilinçle geri ekleyerek başarır — asgari %1,0’er krom ve demir, %3’e kadar manganez ve alüminyum — ve reaksiyonu çok daha yavaş olan Ni₃Mo‘ya saptırır. Patentin pratik sonucu açıktır: ısıtma ve soğutma süreleri B-2 için önerilenlerden yaklaşık on kat daha yavaş olabilir.
Yani: bir kaba kaynaklanacak levha alıyorsanız, sıcak şekillendirecekseniz, ağır kesit kaynaklayacaksanız veya o sıcaklık bandına proses aşımlarınız varsa, B-3 gerçek ve belgelenmiş bir arıza biçimini ortadan kaldırır. İnce, zaten tavlı, kaynaklanmayacak sac alıyor ve soğuk asitte kullanacaksanız avantaj daha küçüktür. Alaşımı değil, riski fiyatlandırın.

Sayfanız B-3’ün her derişim ve sıcaklıkta HCl’ye dayandığını yazıyor. HCl hattımızın yukarı akışı karbon çeliği. Sorun olur mu?​‌​​‌​

Olur — ve en sık gördüğümüz arıza budur. O “her derişim ve sıcaklık” iddiası yalnızca saf, havası alınmış, kirlenmemiş hidroklorik asit için doğrudur ve karbon çeliği yukarı akışınız böyle bir asidinizin olmadığını garanti eder.
B-3’te yaklaşık %1,5 krom vardır. Pasif oksit filmi yoktur. Direnci, molibdenin hidrojen çıkış reaksiyonunu bastırmasından gelir — ki bu, mevcut tek katodik reaksiyon hidrojen çıkışı olduğu sürece mükemmel çalışır. Daha güçlü bir yükseltgen girdiği anda o koruma basitçe yoktur.
Ferrik iyon tam olarak o yükseltgendir ve HCl içindeki karbon çeliği onu sürekli üretir. Yayımlanmış sayı: 93 °C’de %20 HCl, B-3’ü 0,30 mm/yıl korozyona uğratır. Aynı asit 50 ppm ferrik iyonla 2,0 mm/yıl — yaklaşık 6,6 kat hızlı. Elli ppm bir eser miktardır: tek bir paslı flanş, tek bir çelik vana iç parçası, tek bir karbon çeliği pompa gövdesi bunu üretir. Bakır içeren herhangi bir bileşenden gelen kuprik iyon aynı şeyi yapar. Hem üretici hem her ciddi Avrupa fabrika sayfası “ferrik veya kuprik tuzların varlığında önerilmez” cümlesini taşır.
Pratikte üç seçeneğiniz var. Asidin temiz kalması için yukarı akıştaki karbon çeliğini değiştirin. Akışa ferrik/kuprik analizi takın ve gerçekten izleyin — üç ayda bir numune değil, alarm kurun. Ya da yükseltgene dayanan bir nikel-krom-molibden alaşımı seçin (C-276 veya C-22), saf HCl’deki bir miktar başarımı feda ederek. Bu hat için B-3 teklif ederiz, ama ferrik iyon kısıtını sipariş teyidine yazarız: değişken alaşım değil, kirlenmedir.

Müşterinin şartnamesi B-3, ASME Bölüm VIII, 450 °C servis diyor. Verebilir miyiz?​‌​​‌​

O tasarım sıcaklığında basınç taşıyan malzeme olarak hayır — ve sebep metalurjik değil, bir kod limitidir. Bu ikisi farklı şeylerdir ve hangisine çarptığınız önemlidir.
Metalurjik olarak B-3 450 °C’de gayet servis edilebilirdir: üretici 649 °C’ye kadar tipik çekme verisi ve 540 °C’de 16.000 saat sonra uzamanın hâlâ %43,7 olduğunu gösteren maruziyet verisi yayımlar. Alaşım 450 °C’de zorda değildir.
Sorun kod kapsamıdır. ASME Bölüm VIII Div. 1 B-3’ü yalnızca 427 °C (800 °F)’ye kabul eder. Üstünde emniyet gerilmesi yoktur. ASME B31.3 aynı 427 °C’de durur. Müşteriniz Avrupa yolundaysa VdTÜV Malzeme Sayfası 517 daha da düşük, 400 °C’de durur. Taşıma tankları için Bölüm XII 343 °C‘de durur. Yani 450 °C’de, hangi kodda olursanız olun, tasarım yapacak bir emniyet gerilmesi yoktur.
İnsanları yakalayan üç kapsam gerçeği daha: B-3 Bölüm VIII Division 2’de kabul edilmez, Bölüm I’de kabul edilmez ve B31.1’de kabul edilmez. Kap bir Div. 2 tasarımıysa, B-3 bir kod davası olmadan basınç sınırı olamaz.
Gerçekçi cevaplar: proses gerçekten izin veriyorsa tasarım sıcaklığını 427 °C’ye düşürtün; yukarıda kod kapsamı olan bir Ni-Cr-Mo alaşımına geçin (C-276 veya alaşım 625); ya da B-3’ü kod onaylı bir taşıyıcı malzeme üzerinde basınç taşımayan astar veya iç parça olarak kullanın. Yapmamanız gereken şey, bir mekanik özellik tablosundan “B-3 650 °C’ye kadar iyidir” alıntılayıp bunun bir tasarım sıcaklığına dönüşmesine izin vermektir. O bir kabiliyet rakamıdır ve kod onu kabul etmez.

Veri sayfalarında sık rastlanan hatalar — sipariş vermeden önce kontrol edin​‌​​‌​

1. “AMS 5891” B-3 levha şartnamesi diye anılıyor — YANLIŞ. AMS 5891 60Ni-22Cr-2Mo-14W bir alaşımın çubuk/dövme/halka şartnamesidir, bambaşka bir malzemedir. B-3 için AMS şartnamesi yoktur.
2. “AMS 5396” B-3 eşdeğeri diye anılıyor — YANLIŞ. O, 65Ni-28Mo-5,5Fe-0,4V (N-12MV) hassas döküm şartnamesidir — yani döküm alaşım-B bileşimi; B-3’ün özellikle dışladığı %5,5 demir ve %0,4 vanadyum ile.
3. ERNiMo-7 / ENiMo-7 B-3 dolgusu diye anılıyor — YANLIŞ, o B-2 dolgusudur. Doğrusu ERNiMo-10 / ENiMo-10, ikisi de UNS N10675.
4. ASME P numarası 112 diye veriliyor — YANLIŞ. B-3 P-No. 44 / F-No. 44‘tür.
5. W.Nr. karışıklığı: 2.4600 = B-3, 2.4617 = B-2, 2.4800 = alaşım B. Ayrıca 2.4695 ve 2.4696 DOLGU metali numaralarıdır, ana metal kalitesi değil.
6. EN adı: üretici ve iki Alman fabrikası NiMo29Cr yazar — çoğunluk ve fabrika duruşu budur. NiMo30Cr aslında doğrudur ama KAYNAK TELİ (2.4695) için; hatanın kaynağı büyük olasılıkla budur.
7. “Azami çalışma sıcaklığı 400 °C” bir malzeme özelliği gibi yayımlanıyor. 400 °C VdTÜV 517 kod tavanıdır; ASME VIII Div. 1 427 °C verir; üretici 649 °C‘ye kadar mekanik veri ve 540 °C‘de uzun süreli kararlılık verisi yayımlar. Üç farklı sayı, üç farklı anlam — her birini etiketleyin.
8. Sütunları kaymış dağıtımcı tabloları. Yaygın olarak aynalanan bir B-3 PDF’inde akma 1370 MPa (o, °C cinsinden solidüs), çekme 216 MPa (o, GPa cinsinden modül), genleşme 50 (o, % uzama), sertlik 11,2 HRC (o, ısı iletkenliği) görünüyor. Akmanın çekmeyi aştığı her tabloyu sağduyuyla kontrol edin.
9. Sertlik ölçeği karışıklığı. B-3 92–95 HRBW‘dir, kabaca 15–17 HRC. “95”i HRC okuyan biri saçma bir sonuca varır. Ölçeği daima yazın.
10. “B-3 gevrekleşmeye bağışıktır” — YANLIŞ. Daha yavaştır: ~650 °C’de birkaç saat, B-2’nin dakikalarına karşı; ve Ni₄Mo yerine Ni₃Mo oluşturur. Hâlâ düzenlenme reaksiyonu olan bir Ni-Mo alaşımıdır.

​‌​​‌​