Alloy 2000, 2.4675, UNS N06200, Hastelloy® C-2000 - stop niklu

Alloy 2000, 2.4675, UNS N06200, Hastelloy® C-2000 - Stop niklu

Alloy C-2000, 2.4675 – opis

Alloy 2000 (N06200, Hastelloy® C-2000) to stop niklowo-chromowo-molibdenowy z miedzią jako ważnym dodatkiem stopowym. Może być postrzegany jako ulepszona wersja C-22, z lepszą odpornością zarówno na środowiska utleniające, jak i nieutleniające. Ciągliwy, spawalny, odporny na wżery, korozję szczelinową i korozyjne pękanie naprężeniowe, jest jednym z najbardziej wszechstronnych stopów stosowanych w przetwórstwie chemicznym.

Skład chemiczny - połączenie ~16% molibdenu i ~1,6% miedzi zapewnia odporność na media nieutleniające (np. rozcieńczony kwas solny lub siarkowy), podczas gdy ~23% zawartość chromu zapewnia wysoką odporność na kwasy utleniające.

Uwaga dotycząca numeru UNS - Hastelloy C-2000 mieści się w zakresie opisu stopu UNS N06200, ale ma bardziej precyzyjnie dobrany skład.

Zastosowanie

Komponenty instalacji przetwarzania chemicznego - reaktory, wymienniki ciepła, zawory, pompy - pracujące w środowiskach utleniających, nieutleniających i mieszanych.

Własności fizyczne i mechaniczne

Własności fizyczne w temperaturze pokojowej:

• Gęstość: 8,5 g/cm³
• Temperatura topnienia: 1328-1358 °C

Współczynnik rozszerzalności cieplnej w podwyższonej temperaturze, od 20°C do:

• 100°C: 12,4 μm/m⋅K
• 200°C: 12,4 μm/m⋅K
• 300°C: 12,6 μm/m⋅K
• 400°C: 12,9 μm/m⋅K
• 500°C: 13,2 μm/m⋅K
• 600°C: 13,3 μm/m⋅K

Współczynnik przewodzenia ciepła:

• 20°C: 9,1 W/m · K
• 100°C: 10,8 W/m · K
• 200°C: 12,6 W/m · K
• 300°C: 14,1 W/m · K
• 400°C: 16,1 W/m · K
• 500°C: 18,0 W/m · K

Oporność elektryczna:

• 20°C: 1,28 μΩ·m
• 100°C: 1,29 μΩ·m
• 200°C: 1,3 μΩ·m
• 300°C: 1,31 μΩ·m
• 400°C: 1,32 μΩ·m
• 500°C: 1,34 μΩ·m
• 600°C: 1,35 μΩ·m

Współczynnik wyrównania temperatur:

• 20°C: 0,025 cm²/s
• 100°C: 0,029 cm²/s
• 200°C: 0,033 cm²/s
• 300°C: 0,036 cm²/s
• 400°C: 0,040 cm²/s
• 500°C: 0,043 cm²/s
• 600°C: 0,047 cm²/s

Ciepło właściwe:

• 20°C: 428 J/kg⋅K
• 100°C: 434 J/kg⋅K
• 200°C: 443 J/kg⋅K
• 300°C: 455 J/kg⋅K
• 400°C: 468 J/kg⋅K
• 500°C: 486 J/kg⋅K

Moduł sprężystości wzdłużnej:

• 20°C: 207 GPa
• 300°C: 191 GPa
• 400°C: 180 GPa
• 500°C: 173 GPa
• 600°C: 166 GPa

Wysokotemperaturowe własności wytrzymałościowe blachy o grubości 1,6mm ze stopu Hastelloy® C-2000 wedle wskazań producenta:

• 20°C:
  • Granica plastyczności: 359 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 752 MPa
  • Wydłużenie: 64 %
• 93°C:
  • Granica plastyczności: 317 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 738 MPa
  • Wydłużenie: 66% %
• 204°C:
  • Granica plastyczności: 262 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 662 MPa
  • Wydłużenie: 65 %
• 316°C:
  • Granica plastyczności: 234 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 634 MPa
  • Wydłużenie: 68 %
• 427°C:
  • Granica plastyczności: 214 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 614 MPa
  • Wydłużenie: 76 %
• 538°C:
  • Granica plastyczności: 207 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 565 MPa
  • Wydłużenie: 75 %
• 649°C:
  • Granica plastyczności: 207 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 531 MPa
  • Wydłużenie: 62 %

Wysokotemperaturowe własności wytrzymałościowe płyty o grubości 12,7mm ze stopu Hastelloy® C-2000 wedle wskazań producenta:

• 20°C:
  • Granica plastyczności: 345 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 758 MPa
  • Wydłużenie: 68 %
• 93°C:
  • Granica plastyczności: 317 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 724 MPa
  • Wydłużenie: 68 %
• 204°C:
  • Granica plastyczności: 241 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 669 MPa
  • Wydłużenie: 72 %
• 316°C:
  • Granica plastyczności: 214 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 634 MPa
  • Wydłużenie: 70 %
• 427°C:
  • Granica plastyczności: 193 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 607 MPa
  • Wydłużenie: 72 %
• 538°C:
  • Granica plastyczności: 193 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 572 MPa
  • Wydłużenie: 69 %
• 649°C:
  • Granica plastyczności: 193 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 524 MPa
  • Wydłużenie: 78 %

Wysokotemperaturowe własności wytrzymałościowe prętu o grubości 25,4mm ze stopu Hastelloy® C-2000 wedle wskazań producenta:

• 20°C:
  • Granica plastyczności: 359 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 758 MPa
  • Wydłużenie: 67 %
• 93°C:
  • Granica plastyczności: 303 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 710 MPa
  • Wydłużenie: 68 %
• 204°C:
  • Granica plastyczności: 262 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 634 MPa
  • Wydłużenie: 70 %
• 316°C:
  • Granica plastyczności: 228 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 621 MPa
  • Wydłużenie: 70 %
• 427°C:
  • Granica plastyczności: 207 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 600 MPa
  • Wydłużenie: 71 %
• 538°C:
  • Granica plastyczności: 186 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 565 MPa
  • Wydłużenie: 72 %
• 649°C:
  • Granica plastyczności: 179 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 531 MPa
  • Wydłużenie: 77 %

Własności wytrzymałościowe płyt i blach ze stopu Hastelloy® C-2000 w zależności od grubości, wedle wskazań producenta:

• Grubość: 0,6 mm
  • Granica plastyczności: 372 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 752 MPa
  • Wydłużenie: 61 %
• Grubość: 2 mm
  • Granica plastyczności: 359 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 758 MPa
  • Wydłużenie: 64 %
• Grubość: 3,2 mm
  • Granica plastyczności: 359 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 758 MPa
  • Wydłużenie: 64 %
• Grubość: 4,8 mm
  • Granica plastyczności: 407 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 745 MPa
  • Wydłużenie: 63 %
• Grubość: 6,4 mm
  • Granica plastyczności: 393 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 731 MPa
  • Wydłużenie: 63 %
• Grubość: 12,7 mm
  • Granica plastyczności: 365 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 731 MPa
  • Wydłużenie: 69 %
• Grubość: 25,4 mm
  • Granica plastyczności: 359 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 717 MPa
  • Wydłużenie: 71 %
• Grubość: 38,1 mm
  • Granica plastyczności: 331 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 696 MPa
  • Wydłużenie: 76 %

Własności wytrzymałościowe prętów ze stopu 2.4675 po obróbce cieplnej oznaczonej jako F69 według DIN 17752:

• Granica plastyczności: >280 MPa
• Wytrzymałość na rozciąganie: >690 MPa
• Wydłużenie: >45 %
• Twardość HBW: <240

Własności wytrzymałościowe płyt ze stopu 2.4675 po obróbce cieplnej oznaczonej jako F69 według DIN 17750:

• Granica plastyczności: >310 MPa
• Wytrzymałość na rozciąganie: >690 MPa
• Wydłużenie: >45 %
• Twardość HBW: <240

Udarność płyt ze stopu Hastelloy C-2000:

• 20°C: >264 J
• -196°C: >264 J

Odporność na korozję

Alloy 2000 charakteryzuje się bardzo dobrą odpornością na szeroki zakres korozyjnych substancji chemicznych, zarówno utleniających, jak i nieutleniających, na przykład kwas siarkowy, chlorowodorowy i fluorowodorowy. Jest odporny na media utleniające zawierające jony żelaza, jony miedzi lub rozpuszczony tlen.

Prędkość korozji w konkretnych środowiskach korozyjnych:

• Kwas octowy (CH₃COOH) 99%, wrzący: 0 mm/rok
• Kwas chromowy (H₂CrO₄) 10%, w temp. 66°C: 0,1 mm/rok
• Kwas chromowy (H₂CrO₄) 20%, w temp. 66°C: 0,61 mm/rok
• Kwas mrówkowy (CH₂O₂) 88%, wrzący: 0,01 mm/rok
• Bromowodór (HBr) 2,5%, wrzący: 0,01 mm/rok
• 5%, wrzący: 0,15 mm/rok
• 7,5%, wrzący: 0,58 mm/rok
• 10%, w temp. 79°C: 0,01 mm/rok
• 10%, w temp. 93°C: 0,34 mm/rok
• 15%, w temp. 79°C: 0,1 mm/rok
• 20%, w temp. 66°C: 0,01 mm/rok
• 25%, w temp. 52°C: 0,15 mm/rok
• 30%, w temp. 52°C: 0,2 mm/rok
• 30%, w temp. 79°C: 0,48 mm/rok
• 40%, w temp. 52°C: 0,13 mm/rok
• 40%, w temp. 79°C: 0,32 mm/rok
• Kwas solny (HCl) 1%, wrzący: 0,01 mm/rok
• 2%, wrzący: 0,09 mm/rok
• 3%, w temp. 93°C: 0,02 mm/rok
• 3%, wrzący: 0,36 mm/rok
• 3,5%, w temp. 79°C: 0,01 mm/rok
• 3,5%, w temp. 93°C: 0,65 mm/rok
• 5%, w temp. 79°C: 0,01 mm/rok
• 7,5%, w temp. 52°C: 0,01 mm/rok
• 7,5%, w temp. 66°C: 0,57 mm/rok
• 10%, w temp. 38°C: 0,01 mm/rok
• 10%, w temp. 52°C: 0,28 mm/rok
• 20%, w temp. 38°C: 0,16 mm/rok
• 20%, w temp. 52°C: 0,36 mm/rok
• Kwas fluorowodorowy (HF) 1%, w temp. 66°C: 0,08 mm/rok
• 1%, w temp. 79°C: 0,18 mm/rok
• 5%, w temp. 52°C: 0,09 mm/rok
• 5%, w temp. 79°C: 0,57 mm/rok
• 10%, w temp. 38°C: 0,06 mm/rok
• 10%, w temp. 66°C: 0,56 mm/rok
• 20%, w temp. 38°C: 0,21 mm/rok
• 20%, w temp. 52°C: 0,48 mm/rok
• 30%, w temp. 38°C: 0,25 mm/rok
• 30%, w temp. 52°C: 0,62 mm/rok
• Kwas azotowy (HNO₃) 20%, wrzący: 0,02 mm/rok
• 30%, wrzący: 0,09 mm/rok
• 40%, wrzący: 0,24 mm/rok
• 50%, wrzący: 0,51 mm/rok
• 60%, w temp. 93°C: 0,19 mm/rok
• 60%, wrzący: 0,94 mm/rok
• 70%, w temp. 93°C: 0,29 mm/rok
• 70%, wrzący: 1,66 mm/rok
• Kwas fosforowy (H₃PO₄) 50%, wrzący: 0,03 mm/rok
• 60%, wrzący: 0,08 mm/rok
• 70%, wrzący: 0,15 mm/rok
• 75%, wrzący: 0,84 mm/rok
• 80%, w temp. 93°C: 0,01 mm/rok
• Kwas siarkowy (H₂SO₄) 10%, wrzący: 0,09 mm/rok
• 20%, wrzący: 0,18 mm/rok
• 30%, wrzący: 0,42 mm/rok
• 40%, w temp. 93°C: 0,04 mm/rok
• 40%, wrzący: 1,13 mm/rok
• 50%, w temp. 93°C: 0,16 mm/rok
• 60%, w temp. 72°C: 0,02 mm/rok
• 60%, w temp. 93°C: 0,37 mm/rok
• 70%, w temp. 72°C: 0,07 mm/rok
• 70%, w temp. 93°C: 0,42 mm/rok
• 80%, w temp. 72°C: 0,28 mm/rok
• 80%, w temp. 93°C: 0,99 mm/rok
• 90%, w temp. 72°C: 0,07 mm/rok
• 90%, w temp. 93°C: 0,37 mm/rok
• 96%, w temp. 72°C: 0,05 mm/rok
• 96%, w temp. 93°C: 0,19 mm/rok

Odporność na korozję wżerową i szczelinową - wysoka. Temperatura występowania korozji wżerowej i szczelinowej dla 6% roztworu FeCl₃ wynosi odpowiednio 145°C i 80°C.

Odporność na korozyjne pękanie naprężeniowe - wysoka. Test wykonany zgodnie z ASTM Standard G 36 (badanie pod naprężeniem w 45% wrzącym roztworze chlorku magnezu) wykazał brak pęknięć po 1008 godzinach badań.

Odporność na korozję szczelinową w wodzie morskiej - bardzo wysoka. Testy trwające 180 dni w stojącej i płynącej wodzie nie spowodowały powstania żadnych szczelin.

Spawanie

Bardzo dobra spawalność. Grupa spawalnicza 43 (ISO 15608).

Wybór materiałów spawalniczych:

• ENiCrMo-17 / EL-NiCr23Mo16Cu (elektroda)
• ERNiCrMo-17 / SG-NiCr23Mo16Cu (drut spawalniczy)

Odporność na korozję - spawy mają niewiele pogorszoną odporność na korozję względem stopu w stanie niespawanym, homogenicznym. Poniżej porównanie prędkości korozji spawów stopu Hastelloy® C-2000 w stosunku do produktu niespawanego:

• Kwas siarkowy (H₂SO₄) 30%, w temp. 66°C: 0,01 mm/rok vs. <0,01 mm/rok
• 50%, w temp. 66°C: 0,01 mm/rok vs. <0,01 mm/rok
• 70%, w temp. 66°C: 0,06 mm/rok vs. 0,01 mm/rok
• 90%, w temp. 66°C: 0,07 mm/rok vs. 0,02 mm/rok
• Kwas solny (HCl) 5%, w temp. 38°C: 0,01 mm/rok vs. <0,01 mm/rok
• 10%, w temp. 38°C: 0,05 mm/rok vs. <0,01 mm/rok
• 15%, w temp. 38°C: 0,06 mm/rok vs. 0,18 mm/rok
• 20%, w temp. 38°C: 0,2 mm/rok vs. 0,16 mm/rok
• Kwas azotowy (HNO₃) 30%, wrzący: 0,1 mm/rok vs. 0,09 mm/rok

Obróbka cieplna, plastyczna i obróbka skrawaniem

Zalecane parametry pracy i obróbki cieplnej:

• Obróbka plastyczna na gorąco: 1232-954 °C
• Przesycanie: 1135-1163°C; 30 min; chł. wodą

Obróbka plastyczna na gorąco - stop może być kuty na gorąco, walcowany, tłoczony, wyciskany i formowany. Umiarkowane redukcje i częste ponowne podgrzewanie stopu są zalecane dla uzyskania optymalnych rezultatów, bo zalecana temperatura obróbki na gorąco jest dość wąska. Bo obróbce wymagane jest wyżarzanie przesycające.

Obróbka na zimno nie zmniejsza odporności na korozję ogólną, wżerową i szczelinową, ale może obniżać odporność na korozyjne pękanie naprężeniowe. Stąd po obróbce na zimno powodującej wydłużenie włókien zewnętrznych o co najmniej 7% warto rozważyć wyżarzanie przesycające.

Wyżarzanie przesycające polega na podgrzaniu do temperatury 1149°C i schłodzeniu w wodzie (małe przekroje <10mm można schładzać w powietrzu w trybie przyspieszonym). Wyżarzanie powinno trwać od 10 do 30 minut, przy czym grubsze przekroje wymagają pełnych 30 minut.

Dla wyżej wymienionych gatunków dostarczamy:

• Blachy, taśmy i płyty według ASTM B 575 / ASME SB.575, DIN 17750
• Pręty według ASTM B 574 / ASME SB.574, DIN 17752
• Elektrody otulone według DIN 2.4699, SFA 5.11 / A 5.11
• Drut spawalniczy według DIN 2.4698, SFA 5.14 / A.14
• Rury bezszwowe według ASTM B 622 / ASME SB.622
• Rury spawane według ASTM B 619 / ASME SB.619, ASTM B 626 / ASME SB.626
• Łączniki rurowe według ASTM B 366 / ASME SB.366, ASTM B 462 / ASME SB.462
• Odkuwki według ASTM B 564 / ASME SB.564, ASTM B 462 / ASME SB.462
• Elementy według NACE MR0175 / ISO 15156, API 6ACRA, Werkstoffblatt 539, Kennblatt 9679, 9678, 9677

Zamienniki, odpowiedniki i inne oznaczenia gatunku:

Hastelloy C-2000, 2.4675, NiCr23Mo16Cu, Alloy 2000, N06200, ASTM B 366 (CRHC2000) / ASME SB-366 (CRHC2000), ASTM B 462 (N06200) / ASME SB-462 (N06200), ASTM B 472 (N06200) / ASME SB-472 (N06200), ASTM B 474 (N06200) / ASME SB-474 (N06200), ASTM B 564 (N06200) / ASME SB-564 (N06200), ASTM B 574 (N06200) / ASME SB-574 (N06200), ASTM B 575 (N06200) / ASME SB-575 (N06200), ASTM B 619 (N06200) / ASME SB-619 (N06200), ASTM B 622 (N06200) / ASME SB-622 (N06200), ASTM B 626 (N06200) / ASME SB-626 (N06200), ENiCrMo-17, EL-NiCr23Mo16Cu, ERNiCrMo-17, SG-NiCr23Mo16Cu