ALLOY C22, UNS N06022, 2.4602, HASTELLOY® C22 - STOP NIKLU

ALLOY C22, UNS N06022, 2.4602, HASTELLOY® C-22 - STOP NIKLU WEDŁUG ASTM B 574-18 I DIN 17750:2021

Alloy C22, 2.4602, Hastelloy® C-22 – opis

Alloy C-22 (N06022) to stop niklowo-chromowo-molibdenowy opracowany w 1985 roku celem uzyskania lepszej stabilności cieplnej niż Alloy C-276 oraz lepszej odporności na korozję wżerową, szczelinową i korozyjne pękanie naprężeniowe w środowisku chlorkowym niż Alloy C-4. Jako że molibden i wolfram odgrywają przeciwną do chromu rolę w środowiskach kwasów nieutleniających w porównaniu do utleniających, w Alloy C-22 te pierwiastki stoją w równowadze umożliwiającej działanie w szerokim zakresie środowisk korozyjnych.

Zastosowanie

Alloy C-22 znajduje zastosowanie w produkcji kwasu octowego, celofanu, pestycydów, kwasu fosforowego, w systemach chlorowania, systemach galwanizacji elektrolitycznej, w skruberach spalin, skruberach fluorowodoru, studniach geotermalnych, przy przetwarzaniu paliwa jądrowego, w systemach kwaszenia, w płytowych i rurowych wymiennikach ciepła, w chłodniach dwutlenku siarki, w urządzeniach do sulfonowania i przy przetwarzaniu skomplikowanych mieszanin kwasów.

Alloy C22, Hastelloy® C-22 - własności fizyczne i mechaniczne

Własności fizyczne w temperaturze pokojowej:

• Gęstość: 8,7 g/cm³
• Temperatura topnienia: 1357-1400°C

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

• 100°C: 12,4 μm/m⋅K
• 300°C: 12,6 μm/m⋅K
• 400°C: 13,1 μm/m⋅K
• 500°C: 13,7 μm/m⋅K
• 600°C: 14,3 μm/m⋅K
• 700°C: 14,9 μm/m⋅K
• 800°C: 15,5 μm/m⋅K
• 900°C: 15,9 μm/m⋅K

Ciepło właściwe w podwyższonej temperaturze:

• 0°C: 414 J/kg⋅K
• 100°C: 423 J/kg⋅K
• 200°C: 444 J/kg⋅K
• 300°C: 460 J/kg⋅K
• 400°C: 476 J/kg⋅K
• 500°C: 485 J/kg⋅K
• 600°C: 514 J/kg⋅K

Współczynnik wyrównania temperatur w podwyższonej temperaturze:

• 20°C: 2,7 10^–6⋅m²/s
• 100°C: 3,0 10^–6⋅m²/s
• 200°C: 3,5 10^–6⋅m²/s
• 300°C: 3,9 10^–6⋅m²/s
• 400°C: 4,2 10^–6⋅m²/s
• 500°C: 4,6 10^–6⋅m²/s
• 600°C: 4,8 10^–6⋅m²/s

Współczynnik przewodzenia ciepła w podwyższonej temperaturze:

• 20°C: 10,1 W/m · K
• 100°C: 11,1 W/m · K
• 200°C: 13,4 W/m · K
• 300°C: 15,5 W/m · K
• 400°C: 17,5 W/m · K
• 500°C: 19,5 W/m · K
• 600°C: 21,3 W/m · K

Oporność elektryczna w podwyższonej temperaturze:

• 20°C: 1,14 μΩ·m
• 200°C: 1,24 μΩ·m
• 400°C: 1,26 μΩ·m
• 600°C: 1,28 μΩ·m

Moduł sprężystości wzdłużnej w podwyższonej temperaturze:

• 20°C: 206 GPa
• 200°C: 197 GPa
• 300°C: 191 GPa
• 400°C: 185 GPa
• 500°C: 179 GPa
• 600°C: 174 GPa
• 700°C: 168 GPa
• 800°C: 160 GPa
• 900°C: 152 GPa
• 1000°C: 144 GPa

Własności wytrzymałościowe płyt ze stopu 2.4602 po obróbce cieplnej oznaczonej jako F69 w DIN 17750:2021:

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

Typowe własności wytrzymałościowe blach o grubości 0,71-3,2mm ze stopu Hastelloy® C-22 w stanie przesyconym według zapewnień producenta:

• 20°C:
  • Granica plastyczności: 407 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 800 MPa
  • Wydłużenie: 57 %
• 316°C:
  • Granica plastyczności: 290 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 676 MPa
  • Wydłużenie: 62 %
• 427°C:
  • Granica plastyczności: 28 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 655 MPa
  • Wydłużenie: 67 %
• 538°C:
  • Granica plastyczności: 276 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 627 MPa
  • Wydłużenie: 61 %
• 649°C:
  • Granica plastyczności: 248 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 586 MPa
  • Wydłużenie: 65 %
• 760°C:
  • Granica plastyczności: 241 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 524 MPa
  • Wydłużenie: 63 %

Typowe własności wytrzymałościowe płyt o grubości 6,4-19mm ze stopu Hastelloy® C-22 w stanie przesyconym według zapewnień producenta:

• 20°C:
  • Granica plastyczności: 372 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 786 MPa
  • Wydłużenie: 62 %
  • Moduł sprężystości wzdłużnej: 206 GPa
• 316°C:
  • Granica plastyczności: 248 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 655 MPa
  • Wydłużenie: 68 %
  • Moduł sprężystości wzdłużnej: 190 GPa
• 427°C:
  • Granica plastyczności: 241 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 634 MPa
  • Wydłużenie: 68 %
• 538°C:
  • Granica plastyczności: 234 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 607 MPa
  • Wydłużenie: 67 %
  • Moduł sprężystości wzdłużnej: 177 GPa
• 649°C:
  • Granica plastyczności: 221 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 572 MPa
  • Wydłużenie: 69 %
• 760°C:
  • Granica plastyczności: 214 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 534 MPa
  • Wydłużenie: 68 %

Typowe własności wytrzymałościowe prętów o grubości 13-50mm ze stopu Hastelloy® C-22 w stanie przesyconym według zapewnień producenta:

• 20°C:
  • Granica plastyczności: 359 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 765 MPa
  • Wydłużenie: 70 %
• 316°C:
  • Granica plastyczności: 234 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 634 MPa
  • Wydłużenie: 79 %
• 427°C:
  • Granica plastyczności: 214 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 614 MPa
  • Wydłużenie: 79 %
• 538°C:
  • Granica plastyczności: 200 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 579 MPa
  • Wydłużenie: 80 %
• 649°C:
  • Granica plastyczności: 193 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 552 MPa
  • Wydłużenie: 80 %
• 760°C:
  • Granica plastyczności: 200 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 496 MPa
  • Wydłużenie: 77 %

Udarność płyt ze stopu Hastelloy® C-22 w stanie przesyconym:

• -195°C: 353 J
• 20°C: 351 J

Odporność na korozję

Alloy C-22 wykazuje bardzo dobrą odporność na utlenianie oraz wyjątkową odporność na korozję wżerową, szczelinową i korozyjne pękanie naprężeniowe w środowiskach chlorkowych. Skutecznie opiera się działaniu mediów wodnych, w tym mokrego chloru oraz mieszanin zawierających kwas azotowy lub mieszanin kwasów z jonami chlorkowymi. Stop jest wysoce wszechstronny i szczególnie dobrze przystosowany do środowisk, gdzie naprzemiennie występują warunki utleniające i redukujące. Jest też stosowany jako uniwersalny materiał w spawalnictwie, ze względu na swoją odporność na korozję w strefie wpływu ciepła spawu.

Korozja wżerowa w środowisku chlorkowym - bardzo dobra odporność. Krytyczna temperatura wystąpienia wżerów w 6% roztworze FeCl₃ przy 24 godzinnym badaniu wynosi 70°C - niemal dwukrotnie więcej niż dla alloy C-4. Dla mieszaniny 11,5% H₂SO₄ + 1,2% HCl + 1% FeCl₃ + 1% CuCl₂ temperatura ta wynosi 120°C.

Korozyjne pękanie naprężeniowe w środowisku chlorkowym - bardzo dobra odporność. Test we wrzącym 45% roztworze chlorku magnezu (zgodnie z ASTM G 36) wykazał brak pęknięć po 1008 h badań.

Korozyjne pękanie naprężeniowe w innych środowiskach - dobra odporność. Testy z dwupunktowym zginaniem próbek zaskutkowały pęknięciami po 1000h testów w 1% roztworze HCl i brak pęknięć po 12 miesiącach testowania w 4,7% ZnBr₂ ani w 43% CaBr₂. Wszystkie testy przeprowadzono w temperaturze 204°C.

Prędkość korozji w innych środowiskach korozyjnych:

• Kwas octowy (CH₃COOH) 99%, wrzący: 0 mm/rok
• Chlorek żelaza (FeCl₃) 10%, wrzący: 0,025 mm/rok
• Kwas mrówkowy (CH₂O₂) 88%, wrzący: 0,0125 mm/rok
• Kwas solny (HCl) 1%, wrzący: 0,075 mm/rok
• ^ 1,5%, wrzący: 0,35 mm/rok
• ^ 2%, w temp. 90°C: 0 mm/rok
• ^ 2%, wrzący: 1,525 mm/rok
• ^ 2,5%, w temp. 90°C: 0,0125 mm/rok
• ^ 2,5%, wrzący: 3,525 mm/rok
• ^ 10%, wrzący: 10 mm/rok
• ^ 1% + 42g/L Fe₂(SO₄)₃, w temp. 93°C: 0,05 mm/rok
• ^ 5% + 42g/L Fe₂(SO₄)₃, w temp. 66°C: 0,05 mm/rok
• ^ 5% + 2% HF, w temp. 70°C: 1,475 mm/rok
• Kwas fluorowodorowy (HF) 2%, w temp. 70°C: 0,225 mm/rok
• ^ 5%, w temp. 70°C: 0,35 mm/rok
• Pięciotlenek fosforu (P₂O₅) 38%, w temp. 85°C: 0,05 mm/rok
• ^ 44%, w temp. 116°C: 0,525 mm/rok
• ^ 52%, w temp. 116°C: 0,275 mm/rok
• ^ 38% + 200 ppm Cl, w temp. 85°C: 0,025 mm/rok
• ^ 38% + 2% HF, w temp. 85°C: 0,175 mm/rok
• Kwas azotowy (HNO₃) 10%, wrzący: 0,0125 mm/rok
• ^ 65%, wrzący: 3,35 mm/rok
• ^ 5% + 6% HF, w temp. 60°C: 1,225 mm/rok
• ^ 5% + 25% H₂SO₄ + 4% NaCl, wrzący: 0,3 mm/rok
• ^ 5% + 1% HCl, wrzący: 0,0125 mm/rok
• ^ 5% + 2,5% HCl, wrzący: 0,05 mm/rok
• ^ 9% + 15,8% HCl, w temp. 52°C: 0,1 mm/rok
• Kwas siarkowy (H₂SO₄) 2%, w temp. 66°C: 0 mm/rok
• ^ 2%, wrzący: 0,125 mm/rok
• ^ 5%, w temp. 79°C: 0,0125 mm/rok
• ^ 5%, wrzący: 0,225 mm/rok
• ^ 10%, wrzący: 0,3 mm/rok
• ^ 20%, w temp. 66°C: 0,0125 mm/rok
• ^ 20%, w temp. 79°C: 0,025 mm/rok
• ^ 20%, wrzący: 0,825 mm/rok
• ^ 30%, w temp. 66°C: 0,0125 mm/rok
• ^ 30%, w temp. 79°C: 0,075 mm/rok
• ^ 30%, wrzący: 1,6 mm/rok
• ^ 40%, w temp. 38°C: 0,0125 mm/rok
• ^ 40%, w temp. 66°C: 0,0125 mm/rok
• ^ 40%, w temp. 79°C: 0,225 mm/rok
• ^ 50%, w temp. 38°C: 0,0125 mm/rok
• ^ 50%, w temp. 66°C: 0,025 mm/rok
• ^ 50%, w temp. 79°C: 0,4 mm/rok
• ^ 60%, w temp. 38°C: 0,0125 mm/rok
• ^ 70%, w temp. 38°C: 0 mm/rok
• ^ 80%, w temp. 38°C: 0 mm/rok
• ^ 5% + 0,1% HCl, wrzący: 0,65 mm/rok
• ^ 5% + 0,5% HCl, wrzący: 1,525 mm/rok
• ^ 10% + 1% HCl, w temp. 70°C: 0,0125 mm/rok
• ^ 10% + 1% HCl, w temp. 90°C: 2,35 mm/rok
• ^ 10% + 1% HCl, wrzący: 5,625 mm/rok
• ^ 10% + 2% HF, wrzący: 0,725 mm/rok
• ^ 25% + 200 ppm Cl^-, w temp. 70°C: 0,275 mm/rok
• ^ 25% + 200 ppm Cl^-, wrzący: 5,375 mm/rok
• ^ 12% + 1,2% HCl + 1% FeCl₃ + 1% CuCl₂, wrzący: 0,075 mm/rok
• ^ 23% + 1,2% HCl + 1% FeCl₃ + 1% CuCl₂, wrzący: 0,2 mm/rok
• ^ 50% + 42g/L Fe₂(SO₄)₃ (ASTM G 28A), wrzący: 1 mm/rok
• Kwas fosforowy (H₃PO₄) 108%, w temp. 280°C: 2,6 mm/rok
• ^ 112%, w temp. 280°C: 3,9 mm/rok
• ^ 112%, w temp. 280°C: 3,9 mm/rok

Spawanie

Alloy C-22 ma dobrą spawalność. Jest używany jako uniwersalny materiał spawalniczy ze względu na swoją odporność na korozję w obszarach spawanych. Literatura podaje przykłady użycia alloy C22 do odnowienia skorodowanych spoin w urządzeniu do mieszania wybielacza w młynie papierniczym ze stopu Alloy C-276. Należy do grupy spawalniczej 43 (wg. ISO 15608).

Obróbka cieplna, plastyczna i obróbka skrawaniem

Zalecane parametry pracy i obróbki cieplnej:

• Kucie: 1232-954°C
• Przesycanie: 1120±14°C; 30 min; WQ

Kucie - stop może być kuty na gorąco, walcowany, tłoczony, wyciskany i formowany. Umiarkowane redukcje i częste ponowne podgrzewanie stopu są zalecane dla uzyskania optymalnych rezultatów.

Obróbka na zimno nie zmniejsza ogólnej odporności na korozję, ani odporności na korozję wżerową i szczelinową w środowisku chlorkowym, ale może obniżać odporność na korozyjne pękanie naprężeniowe. Wyżarzanie pomaga zniwelować ten problem.

Wyżarzanie polega na podgrzaniu do temperatury 1120°C i schłodzeniu w wodzie (małe przekroje można schładzać w powietrzu w trybie przyspieszonym). 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 obróbce na zimno powodującej wydłużenie włókien zewnętrznych o co najmniej 7%.

Dla wyżej wymienionych gatunków dostarczamy:

• Pręty, druty, odkuwki według ASMT B 574 / ASME SB-574, ASMT B 564 / ASME SB-564, 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
• Materiały do wydobycia gazu ziemnego i ropy naftowej według NACE MR-01-75