Come rilevare la qualità della lega Hastelloy?

In quanto materiale di alta gamma resistente alla corrosione, la qualità della lega Hastelloy determina le sue prestazioni di servizio in ambienti estremi. L'ispezione della qualità deve essere effettuata durante l'intero processo di produzione, utilizzando metodi di test multilivello e multidimensionali per garantire che la composizione del materiale, la struttura organizzativa e le proprietà meccaniche siano conformi agli standard di progettazione. Un sistema di test scientifico è la garanzia principale per evitare il rischio di guasti dall'ingresso delle materie prime alla consegna del prodotto finito.

L'analisi della composizione è la fase fondamentale dei test di qualità, finalizzati a verificare se gli elementi della lega soddisfano gli standard di qualità. Le tecniche di analisi spettrale, come gli spettrometri a lettura diretta, sono in grado di determinare rapidamente il contenuto di elementi principali e in tracce rilevando la lunghezza d'onda e l'intensità della luce eccitata emessa dalle leghe, rendendole adatte ai test in lotti sulle linee di produzione. Per gli scenari con requisiti di precisione più elevati, i metodi di analisi chimica determinano con precisione la proporzione di ciascun elemento attraverso fasi come la dissoluzione del campione e le reazioni di titolazione, identificando in particolare le impurità in tracce facilmente trascurate (come carbonio e zolfo) che possono causare pericoli nascosti come la corrosione intergranulare. Per i prodotti di forma complessa, come le fusioni, si possono utilizzare anche tecniche di analisi della composizione non distruttive per completare la verifica della composizione senza danneggiare il pezzo.

Le prove di prestazione meccanica si concentrano su indicatori chiave come la resistenza, la plasticità e la tenacità dei materiali. La prova di trazione valuta le caratteristiche di deformazione e frattura dei materiali sotto sforzo applicando una tensione assiale per determinare la resistenza allo snervamento, la resistenza alla trazione e l'allungamento. La prova d'urto utilizza un pendolo per colpire il provino, misurare l'energia assorbita e determinare la resistenza del materiale alla frattura fragile sotto carichi a bassa o alta temperatura, particolarmente importante per le leghe Hastelloy utilizzate in ambienti a bassa temperatura. Le prove di durezza (come la durezza Rockwell e la durezza Vickers) valutano rapidamente la durezza superficiale dei materiali in base alla profondità o alla dimensione dell'impronta del penetratore che preme sulla superficie, riflettendo indirettamente l'effetto del trattamento termico e la resistenza all'usura.

L'analisi della microstruttura può rivelare i difetti strutturali dei materiali. L'analisi metallografica può rilevare difetti di fusione o di lavorazione, come segregazione, inclusioni e porosità, preparando i campioni, rettificandoli, lucidandoli e sottoponendoli a trattamento di corrosione e osservando al microscopio le dimensioni dei grani, la distribuzione delle fasi di precipitazione e lo stato dei confini dei grani. Per le parti saldate, è necessario concentrarsi sul controllo dei cambiamenti strutturali nella zona termicamente interessata per evitare il degrado delle prestazioni causato dai grani grossi. La microscopia elettronica a scansione (SEM) e la microscopia elettronica a trasmissione (TEM) possono ottenere un'osservazione più microscopica, identificare precipitati su scala nanometrica o microfratture e fornire una base per l'analisi dei cedimenti del materiale.

Il test di resistenza alla corrosione è il progetto principale di verifica della qualità della lega Hastelloy. Il test in nebbia salina simula l'ambiente atmosferico marino o industriale esponendo continuamente il campione in una scatola di nebbia salina, osservando la velocità di corrosione superficiale e la situazione di pitting e valutando la resistenza alla corrosione atmosferica. Il test di corrosione intergranulare (come il metodo dell'acido nitrico bollente, il metodo del solfato di rame all'acido solforico) è utilizzato specificamente per rilevare la sensibilità alla corrosione dei confini dei grani. Misurando la perdita di peso o la prova di flessione dopo l'immersione in una soluzione specifica, si determina se esiste una tendenza alla corrosione intergranulare. Per le leghe di Hastelloy che entrano in contatto con mezzi specifici, è necessario condurre test di corrosione mirati, come l'immersione in acido fluoridrico, la corrosione ad alta temperatura e ad acqua ad alta pressione, ecc. per simulare l'ambiente di servizio effettivo.
Inoltre, la tecnologia dei controlli non distruttivi è ampiamente utilizzata nel controllo dei prodotti finiti. I test a ultrasuoni utilizzano il principio della riflessione delle onde sonore per rilevare difetti volumetrici come cricche interne e vuoti; i test con particelle magnetiche sono applicabili alle leghe ferromagnetiche di Hastelloy (come i modelli parzialmente modificati) e possono rilevare difetti lineari sulla superficie o in prossimità di essa; i test di penetrazione non sono influenzati dalle proprietà magnetiche del materiale, ma piuttosto dalla penetrazione di un penetrante nel difetto e dalla sua colorazione, fornendo una visualizzazione dei difetti di apertura della superficie.

L'ispezione della qualità della lega Hastelloy deve sviluppare piani mirati basati sugli scenari applicativi, formando un sistema di verifica completo dalla composizione, alle proprietà, alla microstruttura. Solo attraverso test rigorosi possiamo garantire un servizio sicuro e affidabile dei materiali in ambienti estremi come l'ingegneria chimica, aerospaziale e marina, e massimizzare i loro vantaggi in termini di resistenza alla corrosione e alta resistenza.