Alloy X, 2.4665, UNS N06002, Inconel HX, Hastelloy X - Stop Niklu

Alloy X, 2.4665, UNS N06002, Inconel HX, Hastelloy X według UNS, ASTM B366, ISO 18274:2010

Hastelloy X, Alloy X, N06002 – opis

Alloy X (N06002) to superstop na bazie niklu wzmocniony roztworem stałym z rodziny stopów niklowo-chromowo-żelazowo-molibdenowych. Zawiera nominalnie 47% Ni, 22% Cr, 18% Fe i 9% Mo. Jego główną cechą jest wyjątkowa żarowytrzymałość i odporność na pękanie naprężeniowe do 1200°C, co czyni go popularnym wyborem na komponenty turbin gazowych w samolotach i statkach. Inną przydatną cechą jest doskonała kowalność.

Hastelloy X zawiera nominalnie 47% Ni, 22% Cr, 18% Fe i 9% Mo oraz 0,6% W. Nikiel poprawia odporność na nawęglanie, azotowanie i chlorowanie. Chrom poprawia odporność na utlenianie i nawęglanie. Molibden i wolfram poprawiają żarowytrzymałość i odporność na utlenianie.

Zastosowanie

Hastelloy X może pracować w najtrudniejszych warunkach i jest szeroko stosowany do produkcji części samolotów, takich jak rury wydechowe silników odrzutowych, dopalacze i łopatki turbin. Ze względu na swoją wytrzymałość w wysokich temperaturach i odporność na utlenianie jest on również wykorzystywany w wielu zastosowaniach w piecach przemysłowych. Można go również znaleźć w urządzeniach związanych z kontrolą przepływu płynów, gdzie wymagana jest zwiększona odporność na korozję, żaroodporność i żarowytrzymałość.

Alloy X- własności fizyczne i mechaniczne

Hastelloy X zachowuje wysoką wytrzymałość w wysokiej temperaturze, na co wpływ ma utwardzanie wydzieleniowe oraz stabilność roztworu.

Własności fizyczne i mechaniczne w temperaturze pokojowej:

• Gęstość: 8,23 g/cm³
• Oporność elektryczna: 1,18 μΩ*m
• Przenikalność magnetyczna: 1,002 ; 16kA/m
• Temperatura topnienia: 1260-1355 °C
• Liczba Poissona: 0,32
• Wytrzymałość na rozciąganie: 785 MPa
• Granica plastyczności: 360 MPa
• Moduł sprężystości wzdłużnej: 43 %
• Twardość: 89 HRB

Średni współczynnik sprężystości mierzony pod naprężeniem na przesyconych w temperaturze 1175°C i raptownie schłodzonych arkuszach blachy wykonanej z alloy X:

• W temperaturze pokojowej: 196 GPa
• 100°C: 193 GPa
• 200°C: 185 GPa
• 300°C: 179 GPa
• 400°C: 172 GPa
• 500°C: 164 GPa
• 600°C: 158 GPa
• 700°C: 150 GPa
• 800°C: 143 GPa
• 900°C: 134 GPa
• 1000°C: 126 GPa

Współczynnik rozszerzalności cieplnej w zależności od temperatury:

• 26-100°C: 13,8 *10^-6m/(m*K)
• 26-500°C: 14,9 *10^-6m/(m*K)
• 26-600°C: 15,3 *10^-6m/(m*K)
• 26-700°C: 15,7 *10^-6m/(m*K)
• 26-800°C: 16,0 *10^-6m/(m*K)
• 26-900°C: 16,3 *10^-6m/(m*K)
• 26-1000°C: 16,6 *10^-6m/(m*K)

Ciepło właściwe w zależności od temperatury:

• W temperaturze pokojowej: 486 J/kg*K
• 315°C: 498 J/kg*K
• 650°C: 582 J/kg*K
• 870°C: 699 J/kg*K
• 1095°C: 858 J/kg*K

Współczynnik przewodzenia ciepła w zależności od temperatury:

• W temperaturze pokojowej: 9,7 W/(m*K)
• 100°C: 11,1 W/(m*K)
• 300°C: 14,7 W/(m*K)
• 600°C: 20,6 W/(m*K)
• 700°C: 22,8 W/(m*K)
• 800°C: 25,0 W/(m*K)
• 900°C: 27,4 W/(m*K)

Udarność Charpy'ego przesyconych i raptownie schłodzonych arkuszy z Hastelloy X:

• -196°C: 50 J
• -157°C: 60 J
• -78°C: 69 J
• -29°C: 76 J
• w temperaturze pokojowej: 73 J
• 815°C: 79 J

Naprężenie zrywające w zależności od temperatury i długości testu:

• Temperatura 650°C (arkusz):
  • Dł. testu 10 h: 462 MPa
  • Dł. testu 100 h: 331 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 234 MPa
  • Dł. testu 10 000 h: 170 MPa
• Temperatura 760°C (arkusz):
  • Dł. testu 10 h: 221 MPa
  • Dł. testu 100 h: 155 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 109 MPa
  • Dł. testu 10 000 h: 77 MPa
• Temperatura 870°C (arkusz):
  • Dł. testu 10 h: 117 MPa
  • Dł. testu 100 h: 73 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 45 MPa
  • Dł. testu 10 000 h: 28 MPa
• Temperatura 980°C (arkusz):
  • Dł. testu 10 h: 45 MPa
  • Dł. testu 100 h: 26 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 14 MPa
  • Dł. testu 10 000 h: 8 MPa
• Temperatura 1090°C (arkusz):
  • Dł. testu 10 h: 17 MPa
  • Dł. testu 100 h: 8 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 4 MPa
  • Dł. testu 10 000 h: - MPa
• Temperatura 1065°C (pręt):
  • Dł. testu 10 h: 26 MPa
  • Dł. testu 100 h: 13 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 7 MPa
  • Dł. testu 10 000 h: - MPa
• Temperatura 1150°C (pręt):
  • Dł. testu 10 h: 12 MPa
  • Dł. testu 100 h: 5 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 2 MPa
  • Dł. testu 10 000 h: - MPa

Dane dot. pełzania ukazujące średnie początkowe naprężenie potrzebne do wytworzenia 0,5% odkształcenia w przesyconych i raptownie schłodzonych arkuszach blachy:

• Temperatura 650°C (arkusz):
  • Dł. testu 10 h: 276 MPa
  • Dł. testu 100 h: 186 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 121 MPa
• Temperatura 760°C (arkusz):
  • Dł. testu 10 h: 114 MPa
  • Dł. testu 100 h: 72 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 45 MPa
• Temperatura 870°C (arkusz):
  • Dł. testu 10 h: 54 MPa
  • Dł. testu 100 h: 34 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 21 MPa
• Temperatura 980°C (arkusz):
  • Dł. testu 10 h: 21 MPa
  • Dł. testu 100 h: 12 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 6 MPa

Dane dot. pełzania ukazujące średnie początkowe naprężenie potrzebne do wytworzenia 1% odkształcenia:

• Temperatura 650°C (arkusz):
  • Dł. testu 10 h: 303 MPa
  • Dł. testu 100 h: 207 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 145 MPa
• Temperatura 760°C (arkusz):
  • Dł. testu 10 h: 131 MPa
  • Dł. testu 100 h: 90 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 62 MPa
• Temperatura 870°C (arkusz):
  • Dł. testu 10 h: 62 MPa
  • Dł. testu 100 h: 42 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 25 MPa
• Temperatura 980°C (arkusz):
  • Dł. testu 10 h: 25 MPa
  • Dł. testu 100 h: 13 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 7 MPa
• Temperatura 900°C (pręt):
  • Dł. testu 10 h: 55 MPa
  • Dł. testu 100 h: 37 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 25 MPa
• Temperatura 980°C (pręt):
  • Dł. testu 10 h: 12 MPa
  • Dł. testu 100 h: 5 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 2 MPa

Dane dot. pełzania ukazujące średnie początkowe naprężenie potrzebne do wytworzenia 2% odkształcenia w przesyconych i schłodzonych arkuszach blachy:

• Temperatura 650°C:
  • Dł. testu 10 h: 331 MPa
  • Dł. testu 100 h: 227 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 155 MPa
• Temperatura 760°C:
  • Dł. testu 10 h: 145 MPa
  • Dł. testu 100 h: 103 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 74 MPa
• Temperatura 870°C:
  • Dł. testu 10 h: 72 MPa
  • Dł. testu 100 h: 50 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 30 MPa
• Temperatura 980°C:
  • Dł. testu 10 h: 29 MPa
  • Dł. testu 100 h: 15 MPa
  • Dł. testu 1000 h: 8 MPa

Odporność na korozję

N06002 jest wyjątkowo odporny na utlenianie i nawęglanie nawet w bardzo wysokich temperaturach. Jest odporny na roztwory wodne w temperaturze otoczenia.

Odpornośc na nawęglanie - najwyższa na rynku, spośród wszystkich stopów niklowych i kobaltowych. Trwające przez 504 h badanie wykonane w stopionej soli węglanowej w temperaturze 900°C wykazało głębokość ataku korozji w wysokości zaledwie 0,12 mm.

Korozja wysokotemperaturowa - bardzo wysoka. Po 1000 godzinach testowania w temperaturze 980°C, próbka utraciła zaledwie 0,4 mm średnicy.

Odporność na statyczne wysokotemperaturowe utlenianie - niezwykle wysoka. Po 1008 godzinach testów w wymagających warunkach (1150°C w przepływającym powietrzu) zmierzona utrata metalu wyniosła zaledwie 0,11 mm.

Odporność na dynamiczne utlenianie - wyjątkowa. Jedynie stop Alloy 188 ma lepsze wyniki. W teście obejmującym 200 30-minutowych cykli naprzemiennych temperatur 540°C i 1095°C (w sumie 100 godzin testowania) i utlenianie przez produkty spalania nafty lotniczej A-640, przy zastosowaniu stosunku powietrza do paliwa 40 do 1 i z prędkością gazu 390 km/h, całkowita głębokość dotkniętego metalu wyniosła tylko 55 μm.

Odporność na nasiarczanie - dostateczna, jak na nadstop. Test w temperaturze 980°C przy ciśnieniu cząstkowym siarki 0,4 Pa i ciśnieniu cząstkowym tlenu 3x10^-12Pa spowodował, że po 215 godzinach testowania całkowita głębokość uszkodzeń wyniosła ponad 0,5 mm. Stopy kobaltowe radzą sobie w tych warunkach wyraźnie lepiej.

Spawanie

Spawanie - 43 grupa spawalnicza według ISO 15608. P-numer stopu wynosi 111, według ASME/AWS (dot. lutowania mosiądzem).

Obróbka cieplna i plastyczna

Alloy X jest znany z dobrej kowalności. Rekomendowane parametry obróbki cieplnej i plastycznej stopu:

• Kucie: 1095 °C
• Temperatura pierwszego topnienia: 1260 °C
• Temperatura wydzieleń: 760 °C
• Wyżarzanie długookresowe w piecach kołpakowych:
  • Temperatura: 1175°C
  • Czas obróbki: 15-30 min
  • Chłodzenie powietrzem lub hartowanie w wodzie

• Wyżarzanie ciągłe:
  • Temperatura: 1175°C
  • Czas obróbki: 1 h
  • Chłodzenie powietrzem lub hartowanie w wodzie

Dla wyżej wymienionych gatunków dostarczamy:

• Łączniki rurowe według ASTM B 366
• Blachy i płyty według ASTM B 435
• Pręty według ASTM B 619
• Rury bezszwowe według ASTM B 622
• Rury spawane według ASTM B 626
• Druty według AMS 5798
• Odkuwki według AMS 5754

Zamienniki, odpowiedniki i inne oznaczenia gatunku:

NAS HX, AMS 5390, AMS5587, AMS5754, ASTMA567-79, AMS AS7237, ASTM B345, B50A463A, N06002, Inconel alloy HX, Pytonet 680, SB 366 (CR HX), SB 366 (WPHX), Super-Invar 32-S, alloy X, AMS 5536, Altemp HX, Nickelvac HX, ERNiCrMo-2, UDIMET UDK, Hastelloy X, 2.4665, C74536, GH3536, H06002, H35360, K4536, K536, W53536, W56600, BNi6002, DNiCrMo-2, NCrMFB, NiCr21Fe18Mo9, Nistelle X Alloy Deloro, NW6002, Phyweld X