Alloy B3, 2.4600, UNS N10675, Hastelloy B3 - stop niklu

Alloy B3, 2.4600, UNS N10675, Hastelloy® B-3 - stop niklu według ASTM B366 i DIN 17750.

Alloy B3, 2.4600, Hastelloy® B3 – opis

Alloy B3 to stop niklowo-molibdenowy, trzecia generacja w rodzinie stopów typu B. Szybki przegląd historii rozwoju tej rodziny pozwala na zrozumienie mocnych stron tego stopu. Alloy B wszedł do użycia około roku 1929 i znalazł zastosowanie tam, gdzie wymagana była doskonała odporność na beztlenowe związki chemiczne, ale cierpiał na jedną istotną wadę: spawy były dużo bardziej narażone na korozję. Alloy B2 rozwiązał ten problem i jest stosowany po dziś dzień, ale poddany temperaturze w zakresie 540-815°C szybko staje się kruchy. Alloy B3 oferuje znacznie lepszą stabilność termiczną, podatność na obróbkę i odporność na pękanie korozyjne naprężeniowe, zapewniając jednocześnie taką samą doskonałą odporność na kwas solny i inne silnie redukujące kwasy.

Wybrane normy opisujące stop:

• ASTM B 333, ASME SB-333 - Blachy, taśmy i płyty
• ASTM B 335, ASME SB-335 - Pręty
• ASTM B 626, ASME SB-626 - Rury spawane
• ASTM B 622, ASME SB-622 - Rury bezszwowe
• ASTM B 366, ASME SB-366 - Spawane elementy łączne
• DIN 17750 - Własności blach, taśm i płyt
• DIN 17744 - Skład chemiczny

Zastosowanie

Alloy B3 jest stosowany głównie w przetwórstwie chemicznym do urządzeń mających styczność z kwasem solnym (wszystkie stężenia i temperatury), kwasem siarkowym, kwasem octowym i kwasem fosforowym.

Alloy B2, 2.4617, Hastelloy® B2 - własności fizyczne i mechaniczne

Własności fizyczne i mechaniczne Hastelloy® B-3 w temperaturze pokojowej według danych producenta:

• Gęstość: 9,22 g/cm³
• Oporność elektryczna: 1,37 μΩ⋅m
• Współczynnik wyrównania temperatur: 3,0 ⋅ 10^-6⋅m²/s
• Współczynnik rozszerzalności cieplnej: 10,6 μm/m⋅K
• Temperatura topnienia: 1370-1418 °C
• Moduł sprężystości wzdłużnej: 216 GPa

Właściwości mechaniczne stopu 2.4600 zgodnie z normą DIN 17750:

• Granica plastyczności: >340 MPa
• Wytrzymałość na rozciąganie: >750 MPa
• Wydłużenie: >40%
• Twardość HBW: <240

Własności wytrzymałościowe blach o grubości 3,2mm ze stopu Hastelloy® B-3 w stanie wyżarzonym w atmosferze ochronnej (bez nalotu):

• W temperaturze pokojowej
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 860 MPa
  • Granica plastyczności: 420 MPa
  • Wydłużenie: 53,4 %
• 100°C:
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 830 MPa
  • Granica plastyczności: 380 MPa
  • Wydłużenie: 56,9 %
• 200°C:
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 760 MPa
  • Granica plastyczności: 325 MPa
  • Wydłużenie: 59,7 %
• 315°C:
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 720 MPa
  • Granica plastyczności: 300 MPa
  • Wydłużenie: 63,4 %
• 425°C:
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 705 MPa
  • Granica plastyczności: 290 MPa
  • Wydłużenie: 62,0 %
• 540°C:
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 675 MPa
  • Granica plastyczności: 270 MPa
  • Wydłużenie: 59,0 %
• 650°C:
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 715 MPa
  • Granica plastyczności: 315 MPa
  • Wydłużenie: 55,8 %

Własności wytrzymałościowe płyt o grubości 6,4mm ze stopu Hastelloy® B-3 w stanie przesyconym:

• W temperaturze pokojowej
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 885 MPa
  • Granica plastyczności: 400 MPa
  • Wydłużenie: 57,8 %
• 100°C:
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 845 MPa
  • Granica plastyczności: 375 MPa
  • Wydłużenie: 58,2 %
• 200°C:
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 795 MPa
  • Granica plastyczności: 330 MPa
  • Wydłużenie: 60,9 %
• 315°C:
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 765 MPa
  • Granica plastyczności: 305 MPa
  • Wydłużenie: 61,6 %
• 425°C:
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 745 MPa
  • Granica plastyczności: 285 MPa
  • Wydłużenie: 61,7 %
• 540°C:
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 730 MPa
  • Granica plastyczności: 275 MPa
  • Wydłużenie: 61,7 %
• 650°C:
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 735 MPa
  • Granica plastyczności: 290 MPa
  • Wydłużenie: 64,6 %

Stabilność termiczna stopu Hastelloy® B-3 na przykładzie zmian wartości wydłużenia od czasu narażenia na daną temperaturę:

• Dł. testu 1000 h, 425°C: 57,2 %
• Dł. testu 1000 h, 480°C: 50 %
• Dł. testu 1000 h, 540°C: 48,4 %
• Dł. testu 1000 h, 595°C: 38,8 %
• Dł. testu 8000 h, 425°C: 57,4 %
• Dł. testu 8000 h, 480°C: 48,9 %
• Dł. testu 8000 h, 540°C: 47,1 %
• Dł. testu 8000 h, 595°C: 28,7 %
• Dł. testu 16 000 h, 425°C: 57,6 %
• Dł. testu 16 000 h, 480°C: 48,8 %
• Dł. testu 16 000 h, 540°C: 43,7 %
• Dł. testu 16 000 h, 595°C: 25,3 %

Odporność na korozję

Stop B-2 ma wyjątkową odporność na środowiska beztlenowe (redukcyjne), doskonałą odporność na wżery, pękanie korozyjne naprężeniowe i odporność na korozję szczelinową. Ma dobrą odporność na utlenianie, ale w środowiskach utleniających nie powinien być stosowany w temperaturze powyżej 540°C. Ma doskonałą odporność na kwas solny, chlorek glinu i doskonałą odporność na gazowy chlorowodór, kwas siarkowy, kwas octowy i kwas fosforowy. Jest odporny na korozję strefy wpływu ciepła spoiny, dzięki czemu nadaje się do większości zastosowań w przemyśle chemicznym w stanie po spawaniu.

Średnia szybkość korozji dla wrzących roztworów:

• Kwas octowy CH₃COOH, 50%: 0,005 mm/rok
• Kwas mrówkowy CH₂O₂, 40%: 0,013 mm/rok
• Kwas fosforowy H₃PO₄, 55%: 0,076 mm/rok
• Kwas siarkowy H₂SO₄, 50%: 0,043 mm/rok
• Kwas solny HCl, 20%: 0,305 mm/rok

Korozyjne pękanie naprężeniowe - bardzo dobra odporność. Po 1008 godzinach testowania we wrzącym 45% roztworze chlorku magnezu (zgodnie z normą ASTM G 36) alloy B-3 nie wykazał żadnych pęknięć.

Spawanie

Grupa spawalnicza 44 (według ISO 15608), p-numer lutowania mosiądzem 112 (ASME section IX). Spoiwo: ERNiMo-7.

Jeśli odkształcenie w obróbce na zimno przekroczy 7%, należy przeprowadzić wyżarzanie przesycające przed spawaniem.

Obróbka cieplna

Stop może być kuty na gorąco i obrabiany na zimno. Typowe wartości obróbki cieplnej:

• Kucie: 1230-980°C
• Przesycanie: 1050-1080°C, chłodzenie w wodzie lub gwałtowne chłodzenie powietrzem

Zamienniki, odpowiedniki i inne oznaczenia gatunku:

Alloy B3, Ni1067, NiMo30Cr, 2.4600, Hastelloy® B-3, Hastelloy® B3, AMS 5396, ASTM B 333, ASTM B 335, ASTM B 366, ASTM B 462, ASTM B 564, ASTM B 619, ASTM B 622, ASTM B 626, Hastelloy® B SAE, UNS N10675, VDM Alloy N10675, NiMo29Cr