Doska AMS 5536 Hastelloy X

Doska AMS 5536 Hastelloy Xje vysokoteplotná zliatina niklu, ktorú si výrobcovia pecí a dielne s plynovými turbínami objednávajú, keď je služba definovaná skôr teplom než kyselinou. Zliatina UNS N06002 je nikel-chróm-železo-molybdénový materiál spevnený pevným roztokom, ktorý si zachováva užitočnú pevnosť pri teplotách, pri ktorých nehrdzavejúca oceľ už stratila väčšinu svojej nosnosti, a zachováva si povrchový film odolný voči oxidácii, ktorý sa pri tepelných cykloch nedrolí. Je určený pre spaľovacie komory, vložky pecí, prípravky na tepelné spracovanie a komponenty procesných potrubí, ktoré sú horúce a zostávajú v prevádzke roky.

 

Hastelloy X má inú pozíciu na trhu ako korózne triedy v rovnakej rodine. Zliatiny ako C276 a C22 sa kupujú kvôli chemickej odolnosti pri miernych teplotách; Hastelloy X sa kupuje pre pevnosť pri vysokej teplote, odolnosť proti oxidácii a spracovateľnosť nad približne 650 stupňov. Je to zvolená zliatina pre vložky spaľovania prúdových motorov, sálavé rúry a mufle priemyselných pecí a vnútorné časti petrochemických pecí, kde otázkou dizajnu nie je „čo bude korodovať“, ale „čo ešte udrží zaťaženie a zostane nedotknuté pri teplote 900 stupňov po tisícoch tepelných cyklov“.

ASTM B435 Hastelloy X štandardná špecifikácia

Špecifikácia	ASTM B435 / ASME SB435
Hrúbka	Rozsah od 0,3 mm do 20 mm
Dĺžka	2000 mm / 2440 mm / 2500 mm / 3000 mm / 6000 mm.
šírka	1000 mm / 1219 mm / 1250 mm / 1500 mm / 2000 mm
Tvrdosť	Podľa ASME A & NACE MR 175
Dokončiť	Plech valcovaný za tepla (HR), plech valcovaný za studena (CR)

Kontaktujte teraz

Chemické zloženie dosky Hastelloy X podľa ASTM B435

Nižšie uvedené limity tepelnej analýzy sa riadia normou ASTM B435 pre platne, listy a pásy UNS N06002. Vyvažovacím prvkom je nikel a kombinácia chrómu, železa a molybdénu dáva zliatine dvojitý charakter odolnosti proti oxidácii a pevnosti pri vysokých teplotách.

 

Prvok	Limit zloženia, %
Ni	Zostatok (nominálne 47)
Cr	20.5 - 23.0
Fe	17.0 - 20.0
Mo	8.0 - 10.0
Co	0.5 - 2.5
W	0.2 - 1.0
C	0.05 - 0.15
Mn	1.0 max
Si	1.0 max
Al	0.50 max
Ti	0.15 max
Cu	0.50 max
B	0.010 max
P	0.040 max
S	0.030 max

 

Chrómový rad pri 20,5-23,0% je odolnosť proti oxidácii: tvorí stabilný, pevne priľnavý povlak bohatý na Cr2O3, ktorý chráni základný kov v atmosfére oxidačných pecí. Molybdénový rad pri 8,0-10,0% je pevnosť pri vysokej teplote: tuhý roztok molybdénu spevňuje niklovú matricu a spomaľuje tečenie pri zvýšených teplotách.

 

Obsah železa 17,0 – 20,0 % je na zliatinu niklu nezvyčajne vysoký a vykonáva dve úlohy naraz – znižuje náklady na zliatinu a zároveň rozširuje obálku korózie a oxidácie v atmosfére zmiešanej pece. Zámerný rozsah uhlíka 0,05-0,15% poskytuje určité spevnenie karbidu bez krehnutia zliatiny, čo je dôvod, prečo si Hastelloy X zachováva ťažnosť aj po dlhej expozícii v rozsahu 650-900 stupňov.

 

Mechanické vlastnosti dosky Hastelloy X

ASTM B435 vyžaduje nasledujúce minimálne vlastnosti v ťahu pre platňu UNS N06002 v stave žíhanom v roztoku, čo je štandardná podmienka dodávky:

 

Nehnuteľnosť	Minimálna hodnota (ASTM B435)
Pevnosť v ťahu	690 MPa (100 ksi)
Medza klzu, ofset 0,2 %.	276 MPa (40 ksi)
Predĺženie o 2 palce (50,8 mm)	30%

 

Typické hodnoty žíhanej produkcie sú vyššie ako minimá v špecifikácii. Typické údaje publikované United Performance Metals pre žíhanú dosku Alloy X ukazujú približne 720 MPa (104 500 psi) v ťahu, 324 MPa (47 000 psi) výťažnosť a 46 % predĺženie pri teplote miestnosti.

 

Pre konštruktéra pece nie je dôležitý rad pri izbovej teplote, ale správanie sa pri zvýšenej teplote: pri 649 stupňoch (1 200 stupňoch F) je typická pevnosť v ťahu stále približne 472 MPa a pri 816 stupňoch (1 500 stupňoch F) je stále približne 252 MPa s predĺžením 51 %. Zliatina nesie zaťaženie vysoko nad bodom, kde austenitická nehrdzavejúca oceľ klesla na zlomok svojej pevnosti pri izbovej teplote.

 

Fyzikálne vlastnosti

Hustota Hastelloy X je 8,22 g/cm³ (0,297 lb/in³). Rozsah topenia je približne 1260-1355 stupňov (2300-2470 stupňov F). Zliatina je v podstate nemagnetická, s magnetickou permeabilitou pod 1,002, čo je dôležité pri aplikáciách blízko citlivých prístrojov. Jeho tepelná vodivosť stúpa s teplotou z približne 9,1 W/m·K pri izbovej teplote na približne 25,0 W/m·K pri 816 stupňoch a jeho elektrický odpor je približne 115,8 mikrohm-cm pri izbovej teplote.

 

Nehnuteľnosť	Hodnota
Hustota	8,22 g/cm³
Rozsah topenia	1260 - 1355 stupeň (približne)
Magnetická priepustnosť	< 1.002
Tepelná vodivosť, 21 stupňov	9.1 W/m·K
Tepelná vodivosť, 816 stupňov	25.0 W/m·K
Elektrický odpor, 21 stupňov	115,8 μΩ·cm

 

Výrobné normy a formy dosiek

Doska Hastelloy X sa vyrába a dodáva podľa nasledujúcich špecifikácií:

 

• ASTM B435 / ASME SB-435 – platňa, list a pás UNS N06002
• AMS 5536 - hárky, pásy a platne (štandard obstarávania v letectve)
• Tyč a tyč ASTM B572 - z rovnakej zliatiny
• ASTM B366 - kované armatúry pre potrubné systémy v zliatine

 

Doska sa vyrába valcovaním kovanej dosky za tepla, potom rozpúšťacím žíhaním a rýchlym ochladením, aby sa všetky legovacie prvky dostali do tuhého roztoku. Teplota žíhania je zvyčajne v rozsahu 1177 stupňov (2150 stupňov F) s rýchlym chladením, ktoré vytvára jemnozrnnú, plne austenitickú štruktúru, ktorá dodáva zliatine kombináciu pevnosti a ťažnosti. Hastelloy X sa nedá vytvrdiť tepelným spracovaním; jeho pevnosť pochádza výlučne zo spevnenia v tuhom roztoku a mechanického vytvrdzovania, takže valcovanie za studena je jedinou cestou k vyššej pevnosti popúšťania.

 

Dostupné veľkosti dosiek a tolerancie

Doska Hastelloy X sa dodáva v nasledujúcej štandardnej obálke, pričom na požiadanie sú k dispozícii špecifické veľkosti pre daný projekt:

 

Parameter	Rozsah
Hrúbka	0,5 mm až 75 mm (list od 0,5 mm, platňa od 4,75 mm)
šírka	1000 mm, 1219 mm (4 stopy), 1500 mm, 2000 mm, 2500 mm
Dĺžka	2000 mm, 2438 mm (8 stôp), 3000 mm, 6000 mm
Povrchová úprava	Za tepla valcované žíhané, morené alebo abrazívne otryskané
Edge	Strihané, rezané plazmou alebo opracované podľa špecifikácie

 

Štandardná tolerancia hrúbky dosky pre materiál B435 sa riadi tabuľkou ASTM A480 pre dosky z niklovej zliatiny: napríklad 6 mm doska má toleranciu hrúbky približne +/- 0,40 mm a tolerancia sa rozširuje so zvyšujúcou sa hrúbkou. Rovinnosť je kontrolovaná v rámci špecifikácie a pre laserom alebo plazmou rezané polotovary by mal kupujúci uviesť požiadavku na rovinnosť na PO, pretože rezanie spôsobuje skreslenie, ktoré fréza na plechy neopraví.

 

Vysokoteplotný výkon: čo kupuje dizajnér pece

Hodnota dosky Hastelloy X sa dodáva v troch prevádzkových vlastnostiach. Po prvé, odolnosť proti oxidácii: zliatina je určená na nepretržitú prevádzku v oxidačných atmosférach až do asi 1204 stupňov (2200 stupňov F) a vytvára húževnatý oxidový film, ktorý odoláva odlupovaniu pri tepelných cykloch.

 

Po druhé, pevnosť pri vysokej teplote: zliatina si zachováva užitočnú nosnosť do približne 816 stupňov (1500 stupňov F), kde jej typická pevnosť v ťahu zostáva nad 250 MPa - približne päťnásobok pevnosti 316L pri rovnakej teplote. Po tretie, odolnosť voči nauhličovaniu a nitridácii: v prostrediach pecí, ktoré by karbonizovali alebo nitridovali povrchy nehrdzavejúcej ocele, zostáva Hastelloy X tvárny a bez trhlín.

 

Povinnosť	Správanie Hastelloy X	Typický limit
Oxidujúca atmosféra, nepretržitá	Vynikajúca šupina, ktorá sa neodlupuje	~1204 stupňov
Zaťaženie pri vysokej teplote	Dobré do 816 stupňov, užitočné aj mimo neho	Sila klesá nad 982 stupňov
Nauhličovacie atmosféry	Dobrá odolnosť	Lepšie ako nerezové triedy
Nitridačné atmosféry	Dobrá odolnosť	Povrchové vytvrdzovanie obmedzené
Redukčný / neutrálny plyn z pece	Dobre	Stabilné v rámci servisného rozsahu
Korozívna chemická prevádzka pod 650 stupňov	Mierne	Nie je to hlavný dôvod na kúpu X

 

Toto je kľúčový rozdiel pri výbere: ak je služba vystavená chemickému napadnutiu kyselinou pod 650 stupňov, správnou zliatinou je stupeň korózie ako C276 alebo C22. Ak je službou teplo – pec, plynová turbína, pyrolýzna jednotka – Hastelloy X je zliatina, po ktorej konštruktér siaha. Tieto dve skupiny sa prekrývajú len v úzkom pásme a špecifikácia by sa mala týkať teplotného profilu cla, nie ceny.

 

Typické aplikácie pre dosky Hastelloy X

Doska Hastelloy X je určená pre komponenty, ktoré žijú pri teplote:

 

• Spaľovacie komory plynových turbín, prechodové kusy a komponenty prídavného spaľovania
• Priemyselné pece sálavé rúry, mufle, retorty a koše a príslušenstvo na tepelné spracovanie
• Vložky a zostavy výfuku prúdového motora (obstaranie AMS 5536)
• Vnútorné časti petrochemických pecí a komponenty pyrolýznych ohrievačov
• Zariadenia chemických závodov pracujúcich vo vysokoteplotných oxidačných alebo redukčných atmosférach
• Komponenty rýchleho sušenia a nosné dosky mriežky katalyzátora

 

Zváranie a výroba

Hastelloy X je jednou z najvyrobiteľnejších vysokoteplotných zliatin niklu. Ľahko sa zvára pomocou GTAW (TIG), GMAW (MIG) a odporového zvárania s použitím zodpovedajúceho prídavného kovu rovnakej chémie. Nie je potrebné žiadne predhrievanie a pre väčšinu služieb nie je potrebné žiadne tepelné spracovanie po zváraní, pretože pevnosť zliatiny nezávisí od odozvy tepelného spracovania.

 

Zliatina počas obrábania tvrdne, takže pri výrobe by sa mali používať pevné nastavenia, ostré nástroje a riadené rezné rýchlosti; plazmové rezanie sa bežne používa na profilovanie plechu, po ktorom nasleduje brúsenie alebo opracovanie hrany rezu tam, kde to vyžaduje zvarový spoj. Po rezaní by sa pred zváraním mala odstrániť vrstva oxidu na okraji, aby sa zabránilo inklúziám vo zvare.

 

Kontrola kvality a certifikácia

Doska Hastelloy X sa dodáva s certifikátom o skúške mlyna, ktorý uvádza tepelnú chémiu, výsledky mechanických skúšok a vykonanú skúšku. Pre obstarávanie AMS 5536 certifikát dodatočne potvrdzuje súlad s požiadavkami špecifikácie letectva.

 

Štandardný balík vyšetrení obsahuje ultrazvukové vyšetrenie tam, kde to vyžaduje objednávka, a pri prijatí sa odporúča pozitívna identifikácia materiálu (PMI), pretože Hastelloy X je vizuálne podobný iným zliatinám s vysokým obsahom niklu a rozdiel v zložení nie je možné zistiť okom. Certifikáty sa vydávajú podľa EN 10204 3.1 alebo 3.2, ako je špecifikované, a kontrola treťou stranou je usporiadaná na požiadanie.

 

Hastelloy X plate je špecializovaný vysokoteplotný produkt a rozhodnutie o kúpe závisí na prevádzkovej teplote a atmosfére, nie len na cene. Keď dopyt špecifikuje UNS N06002, doska by mala byť objednaná podľa ASTM B435 alebo AMS 5536 s uvedeným žíhaným stavom, s explicitne uvedenými požiadavkami na hrúbku a rovinnosť a formát certifikátu potvrdený plánom kontroly kvality projektu.

 

 

 

Populárne Tagy: Doska Hastelloy X, UNS N06002, AMS 5536, ASTM B435, doska Hastelloy X, doska N06002, doska z vysokoteplotnej zliatiny niklu, 2.4665