Haynes HR-120®, 2.4854, UNS N08120, NiFe33Cr25Co - stop niklu

Haynes HR-120®, 2.4854, UNS N08120, NiFe33Cr25Co - stop niklu według ASTM B407-22 i innych norm

Haynes® HR-120®, 2.4854 – opis

Haynes® HR-120® (UNS N08120) to żarowytrzymały stop niklowo-żelazowo-chromowy, o wysokiej odporności na nawęglanie i siarczkowanie. Zawiera szereg dodatków stopowych – przede wszystkim wolfram, niob i azot, które zwiększają wytrzymałość w wysokich temperaturach oraz odporność na korozję wżerową i szczelinową, a także aluminium, który poprawia odporność na utlenianie i siarczkowanie. W rezultacie jego własności wytrzymałościowe w temperaturze 1095°C są wyższe niż w przypadku stopów niklowo-chromowych. Pomimo tego HR-120 to stop ekonomiczny, głównie ze względu na wysoką zawartość żelaza. Można go łatwo spawać oraz formować na gorąco i na zimno.

Zastosowanie

Wykorzystywany w spalarniach odpadów, przetwórstwie minerałów, lądowych turbinach gazowych, a także w przemyśle grzewczym i zakładach obróbki cieplnej, m.in. na rury, rekuperatory, mufle piecowe, retorty, kosze do obróbki cieplnej, taśmy transportowe do pieców, przegrzewacze itp.

Własności fizyczne i mechaniczne

Własności fizyczne w temperaturze pokojowej:

• Gęstość: 8,07 g/cm³
• Temperatura topnienia: 1300°C

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

• 100°C: 14,3 μm/m⋅K
• 200°C: 14,9 μm/m⋅K
• 300°C: 15,3 μm/m⋅K
• 400°C: 15,8 μm/m⋅K
• 500°C: 16,1 μm/m⋅K
• 600°C: 16,4 μm/m⋅K
• 700°C: 16,9 μm/m⋅K
• 800°C: 17,3 μm/m⋅K
• 900°C: 17,6 μm/m⋅K
• 1000°C: 17,8 μm/m⋅K

Ciepło właściwe:

• 20°C: 467 J/kg⋅K
• 100°C: 483 J/kg⋅K
• 200°C: 500 J/kg⋅K
• 300°C: 522 J/kg⋅K
• 400°C: 531 J/kg⋅K
• 500°C: 558 J/kg⋅K
• 600°C: 607 J/kg⋅K
• 700°C: 647 J/kg⋅K
• 800°C: 655 J/kg⋅K
• 900°C: 660 J/kg⋅K
• 1000°C: 663 J/kg⋅K
• 1100°C: 667 J/kg⋅K

Opór elektryczny właściwy:

• 100°C: 1,052 μΩ·m
• 200°C: 1,078 μΩ·m
• 300°C: 1,125 μΩ·m
• 400°C: 1,167 μΩ·m
• 500°C: 1,193 μΩ·m
• 600°C: 1,214 μΩ·m
• 700°C: 1,231 μΩ·m
• 800°C: 1,245 μΩ·m
• 900°C: 1,257 μΩ·m
• 1000°C: 1,266 μΩ·m
• 1100°C: 1,278 μΩ·m
• 1200°C: 1,287 μΩ·m

Współczynnik wyrównania temperatur:

• 20°C: 30,4 10^–6⋅m²/s
• 100°C: 32,4 10^–6⋅m²/s
• 200°C: 34,8 10^–6⋅m²/s
• 300°C: 37,2 10^–6⋅m²/s
• 400°C: 39,7 10^–6⋅m²/s
• 500°C: 42,2 10^–6⋅m²/s
• 600°C: 44,7 10^–6⋅m²/s
• 700°C: 46,9 10^–6⋅m²/s
• 800°C: 48,1 10^–6⋅m²/s
• 900°C: 48,8 10^–6⋅m²/s
• 1000°C: 50,7 10^–6⋅m²/s
• 1100°C: 52,9 10^–6⋅m²/s
• 1200°C: 54,5 10^–6⋅m²/s

Współczynnik przewodzenia ciepła:

• 20°C: 11,4 W/m · K
• 100°C: 12,7 W/m · K
• 200°C: 14,1 W/m · K
• 300°C: 15,4 W/m · K
• 400°C: 17,1 W/m · K
• 500°C: 18,7 W/m · K
• 600°C: 21,0 W/m · K
• 700°C: 23,3 W/m · K
• 800°C: 24,9 W/m · K
• 900°C: 26,2 W/m · K
• 1000°C: 28,0 W/m · K
• 1100°C: 29,6 W/m · K

Dynamiczny moduł sprężystości:

• 20°C: 198 GPa
• 100°C: 194 GPa
• 200°C: 187 GPa
• 300°C: 179 GPa
• 400°C: 172 GPa
• 500°C: 165 GPa
• 600°C: 158 GPa
• 700°C: 151 GPa
• 800°C: 143 GPa
• 900°C: 136 GPa
• 1000°C: 129 GPa

Moduł sprężystości poprzecznej:

• 20°C: 76 GPa
• 100°C: 74 GPa
• 200°C: 71 GPa
• 300°C: 68 GPa
• 400°C: 65 GPa
• 500°C: 62 GPa
• 600°C: 59 GPa
• 700°C: 56 GPa
• 800°C: 53 GPa
• 900°C: 50 GPa
• 1000°C: 47 GPa

Liczba Poissona:

• 20°C: 0,31
• 100°C: 0,31
• 200°C: 0,32
• 300°C: 0,32
• 400°C: 0,32
• 500°C: 0,33
• 600°C: 0,33
• 700°C: 0,34
• 800°C: 0,34
• 900°C: 0,35
• 1000°C: 0,36

Własności mechaniczne blach, arkuszy i taśm w stanie wyżarzonym zgodnie z ASTM B409

• Granica plastyczności: >276 MPa
• Wytrzymałość na rozciąganie: >621 MPa
• Wydłużenie: >30 %

Własności mechaniczne odkuwek zgodnie z ASTM B564

• Granica plastyczności: >276 MPa
• Wytrzymałość na rozciąganie: >621 MPa
• Wydłużenie: >30 %

Wysokotemperaturowe własności wytrzymałościowe blach w stanie przesyconym:

• 20°C:
  • Granica plastyczności: 328 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 718 MPa
  • Wydłużenie: 46,3 %
• 540°C:
  • Granica plastyczności: 195 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 552 MPa
  • Wydłużenie: 53,6 %
• 650°C:
  • Granica plastyczności: 186 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 507 MPa
  • Wydłużenie: 55,0 %
• 760°C:
  • Granica plastyczności: 182 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 396 MPa
  • Wydłużenie: 48,0 %
• 870°C:
  • Granica plastyczności: 170 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 225 MPa
  • Wydłużenie: 67,2 %
• 980°C:
  • Granica plastyczności: 91 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 118 MPa
  • Wydłużenie: 74,7 %
• 1100°C:
  • Granica plastyczności: 44 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 61 MPa
  • Wydłużenie: 56,1 %

Wysokotemperaturowe własności wytrzymałościowe płyt w stanie przesyconym:

• 20°C:
  • Granica plastyczności: 322 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 719 MPa
  • Wydłużenie: 49,8 %
  • Przewężenie względne: 63,3 %
• 540°C:
  • Granica plastyczności: 186 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 554 MPa
  • Wydłużenie: 58,7 %
  • Przewężenie względne: 57,7 %
• 650°C:
  • Granica plastyczności: 179 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 503 MPa
  • Wydłużenie: 55,4 %
  • Przewężenie względne: 59,6 %
• 760°C:
  • Granica plastyczności: 177 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 412 MPa
  • Wydłużenie: 51,6 %
  • Przewężenie względne: 65,6 %
• 870°C:
  • Granica plastyczności: 182 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 247 MPa
  • Wydłużenie: 71,1 %
  • Przewężenie względne: 72,3 %
• 980°C:
  • Granica plastyczności: 100 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 128 MPa
  • Wydłużenie: 83,6 %
  • Przewężenie względne: 77,4 %
• 1100°C:
  • Granica plastyczności: 51 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 66 MPa
  • Wydłużenie: 84,1 %
  • Przewężenie względne: 69,4 %

Stabilność termiczna pokazana w formie zmian własności mechanicznych po wygrzewaniu przez dłuższy czas w danej temperaturze:

• Bez wygrzewania, po przesycaniu:
  • Granica plastyczności: 338 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 745 MPa
  • Wydłużenie: 48,5 %
  • Przewężenie względne: 69 %
• Po 50 000h w 650°C
  • Granica plastyczności: 366 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 779 MPa
  • Wydłużenie: 23,2 %
  • Przewężenie względne: 32,5 %
• Po 50 000h w 760°C
  • Granica plastyczności: 310 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 688 MPa
  • Wydłużenie: 14,8 %
  • Przewężenie względne: 10,8 %
• Po 50 000h w 870°C
  • Granica plastyczności: 274 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 650 MPa
  • Wydłużenie: 20,1 %
  • Przewężenie względne: 18,2 %

Czasowa wytrzymałość na 0,5% pełzanie, płyty w stanie przesyconym:

• 650°C, 1000h: 159 MPa
• 705°C, 100h: 140 MPa
• 705°C, 1000h: 97 MPa
• 760°C, 10h: 133 MPa
• 760°C, 100h: 100 MPa
• 760°C, 1000h: 74 MPa
• 760°C, 10000h: 55 MPa
• 815°C, 10h: 95 MPa
• 815°C, 100h: 72 MPa
• 815°C, 1000h: 55 MPa
• 815°C, 10000h: 39 MPa
• 870°C, 10h: 72 MPa
• 870°C, 100h: 58 MPa
• 870°C, 1000h: 42 MPa
• 870°C, 10000h: 28 MPa
• 930°C, 10h: 55 MPa
• 930°C, 100h: 41 MPa
• 930°C, 1000h: 27 MPa
• 930°C, 10000h: 17 MPa
• 980°C, 10h: 40 MPa
• 980°C, 100h: 26 MPa
• 980°C, 1000h: 14 MPa
• 980°C, 10000h: 7,6 MPa
• 1040°C, 10h: 28 MPa
• 1040°C, 100h: 16 MPa
• 1040°C, 1000h: 7,6 MPa
• 1090°C, 10h: 12 MPa
• 1090°C, 100h: 6,2 MPa
• 1150°C, 10h: 4,1 MPa
• 1150°C, 100h: 2,1 MPa

Naprężenie zrywające dla blach w stanie przesyconym:

• 650°C, 10h: 469 MPa
• 650°C, 100h: 372 MPa
• 650°C, 1000h: 241 MPa
• 650°C, 10000h: 159 MPa
• 705°C, 100h: 310 MPa
• 705°C, 1000h: 221 MPa
• 705°C, 100h: 150 MPa
• 705°C, 1000h: 103 MPa
• 760°C, 10h: 207 MPa
• 760°C, 100h: 148 MPa
• 760°C, 1000h: 105 MPa
• 760°C, 10000h: 76 MPa
• 815°C, 10h: 150 MPa
• 815°C, 100h: 105 MPa
• 815°C, 1000h: 76 MPa
• 815°C, 10000h: 54 MPa
• 870°C, 10h: 97 MPa
• 870°C, 100h: 74 MPa
• 870°C, 1000h: 53 MPa
• 870°C, 10000h: 34 MPa
• 930°C, 10h: 77 MPa
• 930°C, 100h: 54 MPa
• 930°C, 1000h: 35 MPa
• 930°C, 10000h: 21 MPa
• 980°C, 10h: 54 MPa
• 980°C, 100h: 34 MPa
• 980°C, 1000h: 21 MPa
• 980°C, 10000h: 12 MPa
• 1040°C, 10h: 38 MPa
• 1040°C, 100h: 23 MPa
• 1040°C, 1000h: 12 MPa
• 1040°C, 10000h: 6,7 MPa
• 1090°C, 100h: 14 MPa
• 1090°C, 1000h: 7,6 MPa
• 1090°C, 10000h: 4,1 MPa
• 1150°C, 100h: 8,3 MPa
• 1150°C, 1000h: 4,1 MPa
• 1150°C, 10000h: 2,1 MPa

Odporność na korozję

Wysokotemperaturowe utlenianie - Bardzo dobra odporność do 1100°C.

Wyniki testów statycznego utleniania trwającego 1008h:

• 870°C:
  • Utrata metalu: <0,01 mm
  • Średnia penetracja metalu: 0,02 mm
• 980°C:
  • Utrata metalu: 0,01 mm
  • Średnia penetracja metalu: 0,05 mm
• 1095°C:
  • Utrata metalu: 0,03 mm
  • Średnia penetracja metalu: 0,11 mm
• 1150°C:
  • Utrata metalu: 0,2 mm
  • Średnia penetracja metalu: 0,26 mm

Wyniki testów w gorącej parze wodnej:

• 870°C, 10% H₂O, 1008 h:
  • Utrata metalu: 0,002 mm
  • Średnia penetracja metalu: 0,017 mm
• 870°C, 20% H₂O, 1008 h:
  • Utrata metalu: 0,001 mm
  • Średnia penetracja metalu: 0,007 mm
• 760°C, 20% H₂O, 4320 h:
  • Utrata metalu: 0,003 mm
  • Średnia penetracja metalu: 0,013 mm

Wysokotemperaturowe nawęglanie - dobra odporność do temperatury 980°C.

Wysokotemperaturowe nawęglanie - dobra odporność do temperatury 1095°C.

Wysokotemperaturowe siarczkowanie - dobra odporność do temperatury 1095°C.

Przybranie masy (mg/cm²) w zależności od czasu wystawienia na środowisko siarczkujące - H₂+7%CO+1,5%H₂+0,6%H₂S w temperaturze 700°C:

• 200h: 2,3 mg/cm²
• 400h: 4,2 mg/cm²
• 600h: 5,9 mg/cm²
• 800h: 6,0 mg/cm²
• 1000h: 6,1 mg/cm²

Korozja płomieniowa występująca w turbinach gazowych – bardzo dobra odporność. Po testach w temperaturze 900°C przez 500 godzin przy zawartości 1% siarki w paliwie ubytek metalu wyniósł jedynie 0,02 mm, a średnia penetracja metalu wyniosła zaledwie 0,13 mm.

Obróbka cieplna, plastyczna i obróbka skrawaniem

Standardowe zalecane parametry pracy i obróbki cieplnej:

• Wyżarzanie przesycające: 1175-1230°C; chł. wodą

Dobra spawalność metodami ręcznymi i automatycznymi z wyjątkiem spawania łukiem krytym, które zwiększa ryzyko powstawania pęknięć. Obróbka cieplna po spawaniu generalnie nie jest wymagana.

Dla wyżej wymienionych gatunków dostarczamy:

• Rury bezszwowe według ASTM B407-22/ASME SB407-23
• Pręty, druty, odkuwki według ASTM B 462 / ASME SB-461; ASTM B 564 / ASME SB-564; ASTM B 574 / ASME SB 574; DIN 17752, DIN 17753, DIN 17754
• Pręty ze stopów niklu według ASTM B408-22/ASME SB408-23
• Blachy, arkusze, taśmy według ASTM B409-22/ASME SB409-23
• Odkuwki ze stopów niklu według ASTM B564-19/ASME SB564-23