Alloy 925, UNS N09925, Incoloy® 925 - stop niklu

Alloy 925, UNS N09925, Incoloy® 925 - stop niklu według ASMT B637, API 6ACRA i innych norm

Alloy 925, Incoloy® 925 – opis

Alloy 925 (N0925) to wysokowytrzymały, odporny na korozję, umacniany wydzieleniowo stop Ni-Cr-Fe z dodatkami stopowymi molibdenu, miedzi, tytanu i aluminium. Może być postrzegany jako ulepszona wersja alloy 825 z porównywalną odpornością na korozję, lecz z polepszonymi własnościami wytrzymałościowymi osiąganymi dzięki utwardzaniu wydzieleniowemu.

Zastosowanie

Alloy 925 jest wykorzystywany głównie w przemyśle naftowym i gazowym na elementy odwiertów i powierzchniowych studni gazowych, w tym rurociągi, zawory i elementy złączne. Jest również stosowany w przemyśle morskim.

Własności fizyczne i mechaniczne

Własności fizyczne w temperaturze pokojowej:

• Gęstość: 8,08 g/cm³
• Temperatura topnienia: 1311-1366 °C
• Przenikalność magnetyczna: <1,001
• Oporność elektryczna: 1,17 μΩ·m

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

• 100°C: 13,2 μm/m⋅K
• 200°C: 14,2 μm/m⋅K
• 300°C: 14,7 μm/m⋅K
• 400°C: 15,0 μm/m⋅K
• 500°C: 15,3 μm/m⋅K
• 600°C: 15,7 μm/m⋅K
• 700°C: 16,3 μm/m⋅K
• 800°C: 17,2 μm/m⋅K

Współczynnik przewodzenia ciepła:

• 20°C: 12,0 W/m · K
• 100°C: 12,9 W/m · K
• 200°C: 14,3 W/m · K
• 300°C: 15,9 W/m · K
• 400°C: 17,4 W/m · K
• 500°C: 19,3 W/m · K
• 600°C: 22,2 W/m · K
• 700°C: 24,0 W/m · K
• 800°C: 28,2 W/m · K
• 900°C: 27,7 W/m · K
• 1000°C: 24,6 W/m · K
• 1100°C: 26,0 W/m · K
• 1150°C: 26,9 W/m · K

Ciepło właściwe:

• 20°C: 435 J/kg⋅K
• 100°C: 456 J/kg⋅K
• 200°C: 486 J/kg⋅K
• 300°C: 507 J/kg⋅K
• 400°C: 532 J/kg⋅K
• 500°C: 561 J/kg⋅K
• 600°C: 586 J/kg⋅K
• 700°C: 611 J/kg⋅K
• 800°C: 641 J/kg⋅K
• 900°C: 666 J/kg⋅K

Liczba Poissona:

• 20°C: 0,293
• 40°C: 0,299
• 100°C: 0,308
• 150°C: 0,316
• 200°C: 0,315
• 260°C: 0,317
• 315°C: 0,319
• 370°C: 0,319
• 427°C: 0,323
• 482°C: 0,323
• 540°C: 0,324
• 600°C: 0,326
• 650°C: 0,330
• 700°C: 0,334
• 760°C: 0,338
• 815°C: 0,335
• 870°C: 0,330
• 925°C: 0,326

Moduł sprężystości wzdłużnej:

• 20°C: 199 GPa
• 40°C: 199 GPa
• 100°C: 195 GPa
• 150°C: 192 GPa
• 200°C: 188 GPa
• 260°C: 185 GPa
• 315°C: 182 GPa
• 370°C: 178 GPa
• 427°C: 175 GPa
• 482°C: 172 GPa
• 540°C: 168 GPa
• 600°C: 164 GPa
• 650°C: 160 GPa
• 700°C: 155 GPa
• 760°C: 150 GPa
• 815°C: 145 GPa
• 870°C: 139 GPa
• 925°C: 132 GPa

Moduł sprężystości poprzecznej:

• 20°C: 77 GPa
• 40°C: 76 GPa
• 100°C: 75 GPa
• 150°C: 73 GPa
• 200°C: 72 GPa
• 260°C: 70 GPa
• 315°C: 69 GPa
• 370°C: 68 GPa
• 427°C: 66 GPa
• 482°C: 65 GPa
• 540°C: 64 GPa
• 600°C: 62 GPa
• 650°C: 60 GPa
• 700°C: 58 GPa
• 760°C: 56 GPa
• 815°C: 54 GPa
• 870°C: 52 GPa
• 925°C: 50 GPa

Własności mechaniczne prętów ze stopu Incoloy® alloy 925 po obróbce na zimno i umacnianiu wydzieleniowym, wedle wskazań producenta Special Metals:

• Granica plastyczności: >724 MPa
• Wytrzymałość na rozciąganie: >965 MPa
• Wydłużenie: >18%
• Przewężenie względne: >25 %
• Twardość: 26-38 HRC
• Udarność KV -60°C: 47,4J

Własności mechaniczne prętów ze stopu Incoloy® alloy 925 po obróbce na gorąco i umacnianiu wydzieleniowym, wedle wskazań producenta Special Metals:

• Granica plastyczności: >758 MPa
• Wytrzymałość na rozciąganie: >965 MPa
• Wydłużenie: >18%
• Przewężenie względne: >25 %
• Twardość: 26-38 HRC
• Udarność KV -60°C: 47,4J

Stop 925 zachowuje dobre własności mechaniczne do 650°C.

Maksymalna dopuszczalna twardość w zależności od obróbki plastycznej i cieplnej według NACE MR0175/ISO 15156-2015:

• Po obróbce na zimno: 35 HRC
• W stanie wyżarzonym przesycająco: 35 HRC
• W stanie wyżarzonym przesycająco i umocnionym wydzieleniowo: 38 HRC
• Po obróbce na zimno i umacnianiu wydzieleniowym: 40 HRC
• Po obróbce wykańczającej na gorąco i umacnianiu wydzieleniowym: 40 HRC

Parametry wykończenia na gorąco opisano w sekcji "Obróbka cieplna".

Odporność na korozję

Alloy 925 jest odporny na wiele środowisk korozyjnych (gaz ziemny, ropa naftowa) i jest przydatny w przemyśle gazowym i naftowym. Poniżej wymienione testy przeprowadzane były w zgodzie ze wskazówkami NACE.

Odsiarczkowe pękanie naprężeniowe w symulowanym środowisku gazu ziemnego - alloy 925 w testach nie wykazał pęknięć po 30-42 dniach testowania w mieszaninie zawierającej 5% chlorku sodu (NaCl), 0,5% kwasu mrówkowego (CH₃COOH), nasyconej siarkowodorem (H₂S). Podczas testu alloy 925 poddany był naprężeniu równemu granicy plastyczności i połączony ze stalą węglową. Testy przeprowadzano w temperaturze pokojowej

Odporność na korozyjne pękanie naprężeniowe w środowisku gazu ziemnego - dobra odporność. Poniżej wyniki testów na obecność pęknięć w próbce C-kształtnej:

• 15 dni pod naprężeniem równym granicy plastyczności w 15% roztworze chlorku sodu + 1380 kPa siarkowodoru (H₂S) + 690 kPa dwutlenku węgla (CO₂) + 1g/l siarki w temperaturze 232°C: wystąpiły pęknięcia.
• 15 dni pod naprężeniem równym granicy plastyczności w 25% roztworze chlorku sodu + 1380 kPa siarkowodoru (H₂S) + 690 kPa dwutlenku węgla (CO₂) + 1g/l siarki w temperaturze 204°C: wystąpiły pęknięcia.
• 42 dni pod naprężeniem równym granicy plastyczności w 25% roztworze chlorku sodu nasyconym siarkowodorem (H₂S) + 6900 kPa fazy gazowej złożonej w 1% z H₂, 50% z CO₂ i w 49% z N₂ w temperaturze 204°C: NIE wystąpiły pęknięcia.

Woda morska - bardzo dobra odporność.

Prędkość korozji w konkretnych środowiskach kwasowych:

• Kwas solny (HCl) 0,2%, wrzący: <0,01 mm/rok
• 1%, w temp. 70°C°C: 0,28 mm/rok
• Kwas siarkowy (H₂SO₄) 10%, w temp. 70°C°C: 0,05 mm/rok
• Kwas fosforowy (H₃PO₄) 85%, w temp. 90°C°C: <0,03 mm/rok
• 85%, wrzący: 1,19 mm/rok
• Kwas octowy (CH₃COOH) 80%, wrzący: <0,01 mm/rok

Spawanie

Dobra spawalność. Zaleca się spawanie metodami MIG i TIG. Wybór materiałów spawalniczych:

• ERNiCrMo-17 / SG-NiCr23Mo16Cu / 725NDUR® (drut spawalniczy)

Dla osiągnięcia optymalnych rezultatów, spawane części powinny być wyżarzone przed spawaniem oraz poddane przesycaniu i starzeniu po spawaniu.

Obróbka cieplna, plastyczna i obróbka skrawaniem

Rekomendowane parametry obróbki plastycznej na gorąco i obróbki cieplnej:

• Kucie: 1175-870°C
• Wyżarzanie przesycające: 980-1040°C 0,5-4h; dla przekrojów do 25mm chłodzenie powietrzem lub wodą, dla przekrojów większych chłodzenie wodą.
• Umacnianie wydzieleniowe: 730-750°C 8h; Chłodzenie w piecu: 55°C/h przez 2h; Umacnianie wydzieleniowe: 610-630°C 8h; Chłodzenie powietrzem lub wodą

Uwagi:Dla uzyskania najlepszej odporności na korozję i własności mechanicznych produktu finalnego, końcowa obróbka plastyczna powinna odbyć się w temperaturze 980-870°C.

Obróbka skrawaniem - stop dość łatwo poddaje się skrawaniu, gdy jest w stanie przesyconym. W stanie umocnionym skrawanie jest dużo trudniejsze. Zalecana jest obróbka zgrubna w stanie wyżarzonym, a następnie obróbka wykańczająca w stanie umocnionym. Ogólne parametry pracy:

• Obróbka zgrubna stopu w stanie wyżarzonym (węglik spiekany):
  • Posuw: 0,25 mm/obr
  • Prędkość skrawania: 53-76 m/min
  • Głębokość skrawania: 6,4 mm
  • Materiał narzędzia: C-6
• Obróbka zgrubna stopu w stanie wyżarzonym (stal szybkotnąca):
  • Posuw: 0,25 mm/obr
  • Prędkość skrawania: 12-15 m/min
  • Głębokość skrawania: 6,4 mm
  • Materiał narzędzia: T-5
• Obróbka wykańczająca w stanie umocnionym (węglik spiekany):
  • Posuw: 0,13 mm/obr
  • Prędkość skrawania: 12-30 m/min
  • Głębokość skrawania: 1,3 mm
  • Materiał narzędzia: C-2
• Obróbka wykańczająca w stanie umocnionym (stal szybkotnąca):
  • Posuw: 0,13 mm/obr
  • Prędkość skrawania: 4-6 m/min
  • Głębokość skrawania: 1,3 m/min
  • Materiał narzędzia: M-36

Dla wyżej wymienionych gatunków dostarczamy:

• Rury
• Pręty
• Odkuwki

Zamienniki, odpowiedniki i inne oznaczenia gatunku:

Inconel® alloy 925, Inconel® 925, Alloy 925, H09925, NS2401, N09925, VDM® Alloy 925, Nicrofer 4320 Ti, ASTM B 1007 (N09925) / ASME SB-1007 (N09925), ASTM B 1020 (N09925) / ASME SB-1020 (N09925), ASTM B 637 (N09925) / ASME SB-637 (N09925), ASTM B 805 (N09925) / ASME SB-805 (N09925), ASTM B 872 (N09925) / ASME SB-872 (N09925), ASTM B 983 (N09925) / ASME SB-983 (N09925)