Alloy C4, UNS N06455, 2.4610, Hastelloy® C-4 - stop niklu

Alloy C4, UNS N06455, 2.4610, Hastelloy® C-4 - stop niklu według DIN 17744:2019 i ASME SB366-21

Alloy C4, 2.4610, Hastelloy® C-4 – opis

Alloy C4 to niezawierający wolframu, niskowęglowy i niskokrzemowy stop niklu, chromu i molibdenu z dodatkiem tytanu stabilizującego szczątkowe pozostałości węgla. Charakteryzuje się najwyższą spośród wszystkich stopów Ni-Cr-Mo stabilnością wysokotemperaturową, doskonałą odporności na agresywne środowiska wodne i dobrymi właściwościami spawalniczymi. Można go uznać za bardziej stabilny i lepiej spawalny wariant stopu Alloy C-276.

Stabilność termiczna i spawalność - Alloy C4 zachowuje dobrą plastyczność i odporność na korozję po długotrwałym starzeniu w zakresie temperatur od 650 do 1040°C. Opiera się wzdłuż granic ziaren w obszarach wpływu ciepła spawania i nadaje się do większości zastosowań w procesach chemicznych bez dodatkowego poddawania obróbce cieplnej po spawaniu. Wykazuje doskonałą odporność na korozyjne pękanie naprężeniowe oraz na atmosfery utleniające aż do temperatury 1040°C.

Zastosowanie

Alloy C-4 jest głównie stosowany w przetwórstwie chemicznym.

Alloy C4, Hastelloy® C-4 - własności fizyczne i mechaniczne

Własności fizyczne w temperaturze pokojowej:

• Gęstość: 8,64 g/cm³

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

• 93°C: 10,8 μm/m⋅K
• 205°C: 11,9 μm/m⋅K
• 315°C: 12,6 μm/m⋅K
• 425°C: 13,0 μm/m⋅K
• 540°C: 13,3 μm/m⋅K
• 650°C: 13,5 μm/m⋅K
• 760°C: 14,4 μm/m⋅K
• 870°C: 14,9 μm/m⋅K
• 980°C: 15,7 μm/m⋅K

Ciepło właściwe w podwyższonej temperaturze:

• 0°C: 406 J/kg⋅K
• 100°C: 426 J/kg⋅K
• 200°C: 448 J/kg⋅K
• 300°C: 465 J/kg⋅K
• 400°C: 477 J/kg⋅K
• 500°C: 490 J/kg⋅K
• 600°C: 502 J/kg⋅K

Współczynnik wyrównania temperatur w podwyższonej temperaturze:

• 20°C: 2,8 10^–6⋅m²/s
• 100°C: 3,1 10^–6⋅m²/s
• 200°C: 3,3 10^–6⋅m²/s
• 300°C: 3,7 10^–6⋅m²/s
• 400°C: 4,0 10^–6⋅m²/s
• 500°C: 4,3 10^–6⋅m²/s
• 600°C: 4,7 10^–6⋅m²/s

Współczynnik przewodzenia ciepła w podwyższonej temperaturze:

• 20°C: 10,0 W/m · K
• 100°C: 11,4 W/m · K
• 200°C: 13,2 W/m · K
• 300°C: 14,9 W/m · K
• 400°C: 16,6 W/m · K
• 500°C: 18,4 W/m · K
• 600°C: 20,4 W/m · K

Oporność elektryczna w podwyższonej temperaturze:

• 20°C: 1,25 μΩ·m
• 200°C: 1,26 μΩ·m
• 400°C: 1,28 μΩ·m
• 600°C: 1,32 μΩ·m

Moduł sprężystości wzdłużnej w podwyższonej temperaturze dla wyżarzonych w temperaturze 1065°C i schłodzonych w wodzie płyt o grubości 12,7mm ze stopu Hastelloy® C-4:

• 93°C: 10,0 GPa
• 205°C: 11,4 GPa
• 315°C: 13,2 GPa
• 425°C: 14,9 GPa
• 540°C: 16,6 GPa
• 650°C: 18,4 GPa
• 760°C: 20,4 GPa
• 870°C: 18,4 GPa
• 980°C: 20,4 GPa

Własności wytrzymałościowe prętów ze stopu Alloy C4 po obróbce cieplnej oznaczonej jako F69 w DIN 17752:2019:

• Granica plastyczności: >280 MPa
• Wytrzymałość na rozciąganie: >690 MPa
• Wydłużenie: >35 %
• Twardość HBW: <240

Własności wytrzymałościowe płyt i blach ze stopu Alloy C4 po obróbce cieplnej oznaczonej jako F69 w DIN 17752:2019:

• D: <5 mm
  • Granica plastyczności: >305 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: >690 MPa
  • Wydłużenie: >40 %
  • Twardość HBW: <240
• D: <5 mm
  • Granica plastyczności: >280 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: >690 MPa
  • Wydłużenie: >40 %
  • Twardość HBW: <240

Odporność na korozję

Alloy C-4 cechuje się bardzo dobrą ogólną odpornością na korozję i dobrą odpornością na korozję wżerową.

Wysokotemperaturowe utlenianie - bardzo dobra odporność do 1040°C.

Chlorki - bardzo dobra odporność. Alloy C-4 jest jednym ze stopów najbardziej odpornych na kwas solny (HCl). Jasno wynika to z podanych poniżej wyników testów utraty wagi po ekspozycji na podgrzany kwas solny:

• HCl 300h; 400°C: 0,55 mg/cm²
• HCl 1000h; 400°C: 1,12 mg/cm²
• HCl 100h; 500°C: 2,09 mg/cm²
• HCl 300h; 500°C: 3,36 mg/cm²
• HCl 1000h; 500°C: 7,24 mg/cm²
• HCl 100h; 600°C: 7,31 mg/cm²
• HCl 300h; 600°C: 19,14 mg/cm²
• HCl 96h; 700°C: 34,9 mg/cm²

Korozja wżerowa w środowisku chlorkowym - dobra odporność. Krytyczna temperatura wystąpienia wżerów w 6% roztworze FeCl₃ przy 24 godzinnym badaniu wynosi 37,5°C. Dla 20,4% roztworu MgCl₂ temperatura ta wynosi 230°C.

Prędkość korozji w konkretnych środowiskach korozyjnych:

• Kwas octowy (CH₃COOH) 99%, wrzący: 0 mm/rok;
• Chlorek żelaza (FeCl₃) 10%, wrzący: 3,5 mm/rok;
• Kwas mrówkowy (CH₂O₂) 88%, wrzący: 0,05 mm/rok;
• Kwas solny (HCl) 1%, wrzący: 0,625 mm/rok;
• ^ 1,5%, wrzący: 1,6 mm/rok;
• ^ 2%, w temp. 90°C: 0,775 mm/rok;
• ^ 2%, wrzący: 2,05 mm/rok;
• ^ 2,5%, w temp. 90°C: 0,85 mm/rok;
• ^ 2,5%, wrzący: 1,1 mm/rok;
• ^ 10%, wrzący: 5,7 mm/rok;
• ^ 5% + 42g/L Fe₂(SO₄)₃, w temp. 66°C: 0,075 mm/rok;
• ^ 5% + 2% HF, w temp. 70°C: 0,85 mm/rok;
• Kwas fluorowodorowy (HF) 2%, w temp. 70°C: 0,425 mm/rok;
• ^ 5%, w temp. 70°C: 0,375 mm/rok;
• Kwas azotowy (HNO₃) 10%, wrzący: 0,175 mm/rok;
• ^ 65%, wrzący: 5,425 mm/rok;
• ^ 5% + 6% HF, w temp. 60°C: 5,1 mm/rok;
• ^ 5% + 25% H₂SO₄ + 4% NaCl, wrzący: 2,425 mm/rok;
• ^ 5% + 1% HCl, wrzący: 0,275 mm/rok;
• ^ 5% + 2,5% HCl, wrzący: 0,65 mm/rok;
• ^ 9% + 15,8% HCl, w temp. 52°C: 2,85 mm/rok;
• Kwas siarkowy (H₂SO₄) 2%, w temp. 66°C: 0 mm/rok;
• ^ 2%, wrzący: 0,15 mm/rok;
• ^ 5%, w temp. 79°C: 0,025 mm/rok;
• ^ 5%, wrzący: 0,4 mm/rok;
• ^ 10%, wrzący: 0,625 mm/rok;
• ^ 20%, w temp. 66°C: 0,0125 mm/rok;
• ^ 20%, w temp. 79°C: 0,05 mm/rok;
• ^ 20%, wrzący: 0,9 mm/rok;
• ^ 30%, w temp. 66°C: 0,0125 mm/rok;
• ^ 30%, w temp. 79°C: 0,075 mm/rok;
• ^ 30%, wrzący: 1,825 mm/rok;
• ^ 40%, w temp. 38°C: 0,0125 mm/rok;
• ^ 40%, w temp. 66°C: 0,225 mm/rok;
• ^ 40%, w temp. 79°C: 0,375 mm/rok;
• ^ 50%, w temp. 38°C: 0,0125 mm/rok;
• ^ 50%, w temp. 66°C: 0,325 mm/rok;
• ^ 50%, w temp. 79°C: 0,625 mm/rok;
• ^ 60%, w temp. 38°C: 0,025 mm/rok;
• ^ 70%, w temp. 38°C: 0,05 mm/rok;
• ^ 80%, w temp. 38°C: 0,0125 mm/rok;
• ^ 5% + 0,1% HCl, wrzący: 1,225 mm/rok;
• ^ 5% + 0,5% HCl, wrzący: 2,275 mm/rok;
• ^ 10% + 1% HCl, w temp. 70°C: 0,6 mm/rok;
• ^ 10% + 1% HCl, w temp. 90°C: 1,65 mm/rok;
• ^ 10% + 1% HCl, wrzący: 4,8 mm/rok;
• ^ 10% + 2% HF, wrzący: 0,65 mm/rok;
• ^ 25% + 200 ppm Cl^-, w temp. 70°C: 0,925 mm/rok;
• ^ 25% + 200 ppm Cl^-, wrzący: 4,55 mm/rok;
• ^ 12% + 1,2% HCl + 1% FeCl₃ + 1% CuCl₂, wrzący: 20,925 mm/rok;
• ^ 23% + 1,2% HCl + 1% FeCl₃ + 1% CuCl₂, wrzący: 53,875 mm/rok;
• ^ 50% + 42g/L Fe₂(SO₄)₃ (ASTM G 28A), wrzący: 3,575 mm/rok;

Spawanie

Alloy C-4 jest odporny korozję i utwardzenie w strefach wpływu ciepła spoiny i nadaje się do większości zastosowań w procesach chemicznych w stanie po spawaniu.

Grupa spawalnicza 43 (ISO 15608), p-numer lutowania mosiądzem 111 (ASME sekcja IX).

Wybór materiałów spawalniczych dla stopu C-276

• Elektrody otulone: ENiCrMo-7
• Drut spawalniczy: ERNiCrMo-7

Obróbka cieplna, plastyczna i obróbka skrawaniem

Zalecane parametry pracy i obróbki cieplnej:

• Kucie: 1177-954 °C
• Wyżarzanie zmiękczające: 1065±14 °C; 30 min; WQ

Kucie - stop może być kuty na gorąco w dość wąskim zakresie temperatur, zaczynając od 1177°C i kończąc na 954°C. Dla uzyskania optymalnych rezultatów należy stosować umiarkowane redukcje, a część często podgrzewać - inaczej część może się wypaczyć.

Obróbka na zimno nie zmniejsza ogólnej odporności na korozję, ale może wpływać na odporność na pękanie korozyjne naprężeniowe. Wyżarzanie po obróbce jest ważne dla uzyskania najlepszej odporności na korozję.

Wyżarzanie polega na podgrzaniu do temperatury 1065°C i schłodzeniu w wodzie. Zalecany jest czas utrzymywania w temperaturze wyżarzania od 10 do 30 minut, przy czym grubsze struktury wymagają pełnych 30 minut. Wyżarzanie jest niezbędne po obróbce na gorąco i po obróbce na zimno powodującej wydłużenie włókien zewnętrznych o co najmniej 7%.

Obróbka cieplna po spawaniu dla zastosowań w środowiskach żrących - Podgrzać materiał do 705°C i utrzymywać tę temperaturę przez co najmniej 0,5 godziny na 25 mm grubości. W przypadku skomplikowanych kształtów o niejednolitej grubości należy nagrzewać i chłodzić z prędkością 111°C na godzinę. Kształty o jednolitej grubości mogą wymagać szybszego nagrzewania i chłodzenia powietrzem.

Dla wyżej wymienionych gatunków dostarczamy:

• Pręty, druty, odkuwki według ASMT B 574, ASME SB-574, DIN 17752
• Blachy, taśmy i płyty według ASTM B 575, ASME SB-575 ,DIN 17750
• Rury spawane według ASTM B 617, ASME SB-619
• Rury bezszwowe według ASTM B 622, ASME SB-622
• Spawane elementy łączne według ASTM B 366, ASME SB-366

Zamienniki, odpowiedniki i inne oznaczenia gatunku:

Alloy C4, UNS N06455, H06455, NS3305, NS335, 2.4610, NiMo16Cr16Ti, NA 45 BS 2901, NW6455, NiMo16Cr17Ti, Hastelloy® C-4, ASTM A 494, ASTM A 494 Grade CW2M, ASTM A 990 Grade CW-2M, ASTM B 366 (CRHC4), ASTM B 366 (WPHC4), ASTM B 574, ASTM B 575, ASTM B 619, ASTM B622, ASME SB-494, ASME SB-990, ASME SB-366 (CRHC4), ASME SB-366 (WPHC4), ASME SB-574, ASME SB-575, ASME SB-619, ASME SB-622, Junkeralloy C4C, Nicrofer® 6616 hMo, Nistelle C-4, VDM® Alloy C-4, Coralloy C-4, ERNiCrMo-7