ALLOY 214, 2.4646, UNS N07214, HAYNES® 214 - STOP NIKLU

ALLOY 214, 2.4646, NICR16AL, UNS N07214 - STOP NIKLU

Norma Gatunek Stopu
Skład Chemiczny %
Ni: Cr: Al: Fe: Y: C: Si: Mn: P: S: Mo: Ti: W: Co: Zr: B:
Haynes® International Haynes® 214 alloy
Reszta 16,0 4,5 3,0 0,01 0,05 <0,2 <0,5 - - - - - - <0,1 <0,01
ASTM Alloy 214 / UNS N07214
Reszta 15,0-17,0 4,0-5,0 2,0-4,0 0,002-0,040 <0,05 <0,2 <0,5 <0,015 <0,015 <0,5 <0,5 <0,5 <2,0 <0,05 <0,006
DIN 2.4646 / NiCr16Al
Reszta 15,0-17,0 4,0-5,0 <2,5 <0,4 <0,01 <0,2 <0,5 <0,015 <0,015 - - - - - -

Alloy 214, 2.4646, Haynes® 214 – opis

Alloy 214 to stop niklowo-chromowo-aluminiowo-żelazowy oferujący najwyższą spośród wszystkich stopów odporność na utlenianie powyżej temperatury 950°C.

Do temperatury 900°C alloy 214 wykazuje się podobną odpornością na utlenianie co inne najbardziej żaroodporne stopy niklu i kobaltu. Jednakże powyżej 950°C, podczas gdy większość stopów staje się bardziej podatna, Alloy 214 jeszcze zyskuje na odporności. Przyczyną jest wysoka zawartość chromu i aluminium przy obecności itru. Obecny w większości stopów chrom poprawia odporność na utlenianie poniżej 950°C, jednak powyżej tej temperatury formowana przezeń ochronna powłoka zaczyna się rozpuszczać. Alloy 214 jako jeden z niewielu stopów ma dużą zawartość aluminium, i powyżej 950°C formułuje ochronną zgorzelinę z tlenków aluminium, zapewniającą niezrównaną odporność na utlenianie. Itr dodatkowo poprawia jej przyczepność i zapobiega odpryskom.

Duża zawartość aluminium ma swoje wady - w zakresie temperatur 540-950°C stop jest twardy i mało ciągliwy wskutek powstawania faz międzymetalicznych Ni3Al. Jest to szczególnie widoczne przy 700-760°C, gdy wydłużenie procentowe po rozerwaniu wynosi zaledwie 15%!

Zastosowanie

Stosowany głównie w środowiskach utleniających powyżej 955°C.

Haynes® 214, Alloy 214 - własności fizyczne i mechaniczne

Własności fizyczne w temperaturze pokojowej:

  • Gęstość: 8,05 g/cm3
  • Ciepło właściwe: 452 J/kg⋅K
  • Współczynnik przewodzenia ciepła: 12 W/m⋅K
  • Współczynnik rozszerzalności liniowej: 13,3 μm/m⋅K
  • Moduł sprężystości wzdłużnej: 218 GPa
  • Temperatura topnienia: 1355-1400 °C

Współczynnik rozszerzalności cieplnej w podwyższonej temperaturze

  • 20-200°C: 13,3 μm/m⋅K
  • 20-300°C: 13,6 μm/m⋅K
  • 20-400°C: 14,1 μm/m⋅K
  • 20-500°C: 14,6 μm/m⋅K
  • 20-600°C: 15,2 μm/m⋅K
  • 20-700°C: 15,8 μm/m⋅K
  • 20-800°C: 16,6 μm/m⋅K
  • 20-900°C: 17,6 μm/m⋅K
  • 20-1000°C: 18,6 μm/m⋅K
  • 20-1100°C: 17,79 μm/m⋅K

Ciepło właściwe w podwyższonej temperaturze

  • 20°C: 452 J/kg⋅K
  • 200°C: 493 J/kg⋅K
  • 400°C: 538 J/kg⋅K
  • 600°C: 611 J/kg⋅K
  • 800°C: 705 J/kg⋅K
  • 900°C: 728 J/kg⋅K
  • 1000°C: 742 J/kg⋅K
  • 1100°C: 749 J/kg⋅K
  • 1200°C: 753 J/kg⋅K

Współczynnik przewodzenia ciepła w podwyższonej temperaturze

  • 20°C: 12,0 W/m · K
  • 200°C: 14,2 W/m · K
  • 400°C: 18,4 W/m · K
  • 600°C: 23,9 W/m · K
  • 800°C: 29,7 W/m · K
  • 900°C: 31,4 W/m · K
  • 1000°C: 32,7 W/m · K
  • 1100°C: 34,0 W/m · K
  • 1200°C: 36,7 W/m · K

Oporność elektryczna w podwyższonej temperaturze

  • 20°C: 1,359 μΩ·m
  • 200°C: 1,369 μΩ·m
  • 400°C: 1,377 μΩ·m
  • 600°C: 1,368 μΩ·m
  • 800°C: 1,382 μΩ·m
  • 900°C: 1,249 μΩ·m
  • 1000°C: 1,216 μΩ·m
  • 1050°C: 1,209 μΩ·m
  • 1100°C: 1,210 μΩ·m
  • 1150°C: 1,219 μΩ·m
  • 1200°C: 1,229 μΩ·m

Dynamiczny moduł sprężystości w podwyższonej temperaturze

  • 20°C: 218 GPa
  • 200°C: 204 GPa
  • 400°C: 190 GPa
  • 600°C: 177 GPa
  • 800°C: 162 GPa
  • 900°C: 151 GPa
  • 1000°C: 137 GPa

Własności wytrzymałościowe blach walcowanych na zimno ze stopu Haynes® 214:

  • W temperaturze pokojowej
    • Granica plastyczności: 605 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 995 MPa
    • Wydłużenie: 36,8 %
  • 540°C:
    • Granica plastyczności: 545 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 865 MPa
    • Wydłużenie: 40,4 %
  • 650°C:
    • Granica plastyczności: 565 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 815 MPa
    • Wydłużenie: 25,5 %
  • 760°C:
    • Granica plastyczności: 645 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 705 MPa
    • Wydłużenie: 16,3 %
  • 870°C:
    • Granica plastyczności: 310 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 400 MPa
    • Wydłużenie: 15,4 %
  • 980°C:
    • Granica plastyczności: 54 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 105 MPa
    • Wydłużenie: 61,3 %
  • 1095°C:
    • Granica plastyczności: 27 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 58 MPa
    • Wydłużenie: 61 %
  • 1150°C:
    • Granica plastyczności: 12 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 32 MPa
    • Wydłużenie: 89,2 %
  • 1205°C:
    • Granica plastyczności: 9 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 30 MPa
    • Wydłużenie: 74,8 %

Własności wytrzymałościowe blach walcowanych na gorąco ze stopu Haynes® 214:

  • W temperaturze pokojowej
    • Granica plastyczności: 565 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 960 MPa
    • Wydłużenie: 42,8 %
  • 540°C:
    • Granica plastyczności: 495 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 825 MPa
    • Wydłużenie: 47,8 %
  • 650°C:
    • Granica plastyczności: 525 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 790 MPa
    • Wydłużenie: 33 %
  • 760°C:
    • Granica plastyczności: 505 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 670 MPa
    • Wydłużenie: 23,1 %
  • 870°C:
    • Granica plastyczności: 345 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 460 MPa
    • Wydłużenie: 33,6 %
  • 980°C:
    • Granica plastyczności: 58 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 115 MPa
    • Wydłużenie: 86,4 %
  • 1095°C:
    • Granica plastyczności: 29 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 62 MPa
    • Wydłużenie: 88,6 %
  • 1150°C:
    • Granica plastyczności: 14 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 46 MPa
    • Wydłużenie: 99,4 %
  • 1205°C:
    • Granica plastyczności: 10 MPa
    • Wytrzymałość na rozciąganie: 34 MPa
    • Wydłużenie: 91,5 %

Zwróć uwagę na pogorszenie ciągliwości w temperaturze ok. 760°C.

Naprężenie zrywające dla stopu Haynes® 214 w stanie dostawy:

  • 760°C, 100h: 235 MPa
  • 760°C, 1000h: 165 MPa
  • 760°C, 10 000h: 115 MPa
  • 815°C, 100h: 145 MPa
  • 815°C, 1000h: 100 MPa
  • 815°C, 10 000h: 69 MPa
  • 870°C, 100h: 91 MPa
  • 870°C, 1000h: 54 MPa
  • 870°C, 10 000h: 31 MPa
  • 925°C, 100h: 45 MPa
  • 925°C, 1000h: 27 MPa
  • 925°C, 10 000h: 16 MPa
  • 980°C, 100h: 17 MPa
  • 980°C, 1000h: 12 MPa
  • 980°C, 10 000h: 8,3 MPa
  • 1040°C, 100h: 14 MPa
  • 1040°C, 1000h: 8,3 MPa
  • 1040°C, 10 000h: 5,2 MPa
  • 1095°C, 100h: 9,7 MPa
  • 1095°C, 1000h: 6,3 MPa
  • 1095°C, 10 000h: 4,1 MPa
  • 1150°C, 100h: 6,9 MPa
  • 1150°C, 1000h: 4,7 MPa
  • 1150°C, 10 000h: 3 MPa
  • 1200°C, 100h: 5,3 MPa
  • 1200°C, 1000h: 3,4 MPa
  • 1200°C, 10 000h: 2,3 MPa

Czasowa wytrzymałość na pełzanie równe 0,5% dla blachy Haynes® 214:

  • 760°C, 100h: 179 MPa
  • 760°C, 1000h: 121 MPa
  • 760°C, 10 000h: 77 MPa
  • 815°C, 100h: 103 MPa
  • 815°C, 1000h: 61 MPa
  • 870°C, 100h: 52 MPa
  • 870°C, 1000h: 31 MPa
  • 925°C, 100h: 26 MPa
  • 925°C, 1000h: 14 MPa
  • 980°C, 100h: 8,3 MPa
  • 980°C, 1000h: 5,2 MPa
  • 1040°C, 100h: 5,1 MPa
  • 1040°C, 1000h: 3,3 MPa
  • 1095°C, 100h: 3,8 MPa
  • 1095°C, 1000h: 2,2 MPa
  • 1150°C, 100h: 2,4 MPa

Odporność na korozję

Wysokotemperaturowe utlenianie - najlepsza odporność spośród wszystkich stopów niklu i kobaltu. W temperaturze powyżej 955°C Alloy 214 wytwarza niezwykle odporną na tlen ochronną zgorzel Al2O3, co wynika z wysokiej zawartości aluminium i zapewnia wyraźnie najlepszą odporność spośród znanych niklu i kobaltu. W temperaturze poniżej 955°C Alloy 214 wytwarza nieco mniej odporną zgorzel złożoną z tlenków chromu i aluminium.

Wyniki testów statycznego utleniania trwającego 1008h:

  • 980°C:
    • Utrata metalu: 0,0025 mm
    • Średnia penetracja metalu: 0,005 mm
  • 1095°C:
    • Utrata metalu: 0,0025 mm
    • Najgłębsza penetracja metalu: 0,067 mm
  • 1150°C:
    • Utrata metalu: 0,005 mm
    • Najgłębsza penetracja metalu: 0,067 mm
  • 1205°C:
    • Utrata metalu: 0,005 mm
    • Najgłębsza penetracja metalu: 0,067 mm

Stop wykazuje wysoką odporność na cykliczne utlenianie, z cyklami ogrzewania i chłodzenia. Testy wskazują, że w środowisku płynącego powietrza o temperaturze 1095°C w cyklach 25-godzinnych, prędkość korozji wynosi 0,2 mm/rok. Dla cykli 168-godzinnych prędkość ta wynosi 0,025 mm/rok.

Wyniki testów odporności na utlenianie dynamiczne w strumieniu gazów spalinowych o wysokiej prędkości. Temperatura próbek była cyklicznie obniżana do 260°C raz na 30 minut:

  • 500h, 1090°C:
    • Utrata metalu: 0,013 mm
    • Średnia penetracja metalu: 0,046 mm
  • 1000h, 980°C
    • Utrata metalu: 0,01 mm
    • Średnia penetracja metalu: 0,031 mm

Wyniki testów polowych w piecu opalanym gazem ziemnym. Test trwał 113 dni w temperaturze 1090-1230°C z częstymi cyklami do 540°C:

  • Utrata metalu: 0,013 mm
  • Najgłębsza penetracja metalu: 0,11 mm

Wyniki testu polowego trwającego 3000h. Próbki były trzymane w rurze opalanej gazem ziemnym w temperaturze 1010°C:

  • Utrata metalu: 0,003 mm
  • Najgłębsza penetracja metalu: 0,025 mm
  • Prędkość korozji: 0,076 mm

Warto zauważyć, że Alloy 214 w każdym wymienionym powyżej teście odporności na utlenianie wypadł zdecydowanie najlepiej.

Wysokotemperaturowe nawęglanie - doskonała odporność. 24 godzinny test w Ar-5H2-5CO-5CH4 w temperaturze 1090°C wykazał niską absorpcję węgla na poziomie zaledwie 3,4 mg/cm2. Był to wyraźnie najlepszy wynik spośród wszystkich stopów biorących udział w badaniu. W rzeczywistości alloy 600, będący na drugim miejscu, pochłonął 3 razy więcej węgla niż Alloy 214.

Nitrowanie w wysokiej temperaturze - dobra odporność w temperaturze poniżej 950°C i doskonała odporność w temperaturze powyżej 950°C, pod warunkiem występowania nawet niewielkiej ilości czynników utleniających, które mogą spowodować powstanie ochronnej zgorzeliny z tlenku aluminium.

Potwierdza to poniższe porównanie wyników testów. W każdym z nich Alloy 214 został poddany działaniu amoniaku przez 168h. Zwróć uwagę na korzystny wpływ wyższych temperatur.

  • 650°C
    • Absorpcja azotu: 1,5 mg/cm2
    • Głębokość penetracji przez azotki: 0,04 mm
  • 980°C
    • Absorpcja azotu: 0,3 mg/cm2
    • Głębokość penetracji przez azotki: 0,04 mm
  • 1090°C
    • Absorpcja azotu: 0,2 mg/cm2
    • Głębokość penetracji przez azotki: 0,02 mm

Chlorki - doskonała odporność pod warunkiem obecności czynników utleniających oraz bardzo wysokiej temperatury.

Głębokość korozji w środowisku chlorkowym Ar-20O2-0.25Cl2 po 400 godzinach testowania. Zwróć uwagę na lepszą odporność po przekroczeniu 950°C:

  • 700°C: 0,010 mm
  • 800°C: 0,061 mm
  • 850°C: 0,066 mm
  • 900°C: 0,150 mm
  • 1000°C: 0,051 mm

Spawanie

Spawanie Alloy 214 nie należy do najtrudniejszych zadań, jednak brak należytej dbałości może doprowadzić do pęknięć. Alloy 214 tworzy wytrącenia fazy gamma (Ni3Al), które utwardzają stop. Naprężenia spowodowane przez spawanie w połączeniu z tymi będącymi skutkiem wytrąceń mogą spowodować pękanie. Dlatego należy stosować się do poniższych ogólnych zaleceń:

  • Metal podstawowy powinien być wyżarzony zmiękczająco i szybko schłodzony w wodzie, wedle procedury opisanej poniżej
  • Należy zminimalizować dopływ ciepła
  • Metal musi być czysty
  • Należy utrzymać temperaturę międzyściegową na poziomie maks. 84°C.

Wyżarzanie po spawaniu może być konieczne w zależności od grubości i złożoności części. Wyżarzanie należy również rozważyć jeśli części będą eksploatowane w temperaturach poniżej 950°C. Procedura: część przytrzymać w temperaturze 1000-1100°C przez 5 minut, a następnie schłodzić w powietrzu lub w wodzie.

Wybór materiałów spawalniczych:

  • Hastelloy® X (elektroda); Haynes® 230-W, Hastelloy® S, Hastelloy® W (drut spawalniczy)
  • Przy łączeniu ze stalą 0-9% Ni: Haynes® 556 (drut spawalniczy)

Obróbka cieplna, plastyczna i obróbka skrawaniem

Zalecane parametry pracy i obróbki cieplnej:

  • Obróbka na gorąco: 1200-980°C
  • Wyżarzanie zmiękczające: 1065-1120°C

Obróbka na gorąco - podczas nagrzewania, jeśli element ma złożony kształt z dużymi i małymi przekrojami, należy wyrównać go w temperaturze 870°C. Wybór temperatury obróbki w zakresie 1200-980°C wpływa na końcowe własności, acz wydaje się, że najlepsze ogólne wyniki uzyskuje się, dokonując obróbki w temperaturze pieca zbliżonej do 1150°C. Gdy część osiągnie temperaturę 980°C, należy przerwać obróbkę. Po obróbce część wyżarzyć.

Alloy 214 może być obrabiany na zimno, co zwiększa plastyczność w wysokich temperaturach. Po obróbce wymagane jest wyżarzanie.

Wyżarzanie zmiękczające z gwałtownym chłodzeniem w wodzie należy przeprowadzić po obróbce na zimno lub gorąco. Jeśli wyżarzanie przeprowadzono z myślą o dalszej obróbce na gorąco, dopuszczalne jest powolne chłodzenie w powietrzu. Wybór temperatury wyżarzania w zakresie 1065-1120°C wpływa na końcowe właściwości.

Optymalne wysokotemperaturowe własności naprężeniowe można osiągnąć przez zwiększenie temperatury obróbki i wyżarzania. Prowadzi to do dalszego zmniejszenia plastyczności w zakresie temperatur pośrednich 650-950°C i zwiększa ryzyko pękania podczas spawania.

Optymalną spawalność można osiągnąć poprzez zmniejszenie temperatury obróbki i wyżarzania. Szybkie chłodzenie po wyżarzaniu jest w każdym przypadku bardzo istotne.

Odprężanie w temperaturze poniżej 1065°C lub powolne chłodzenie powoduje wytrącanie się utwardzającej fazy, co skutkuje poważnym zwiększeniem twardości w temperaturze pokojowej i wewnętrznymi naprężeniami.

Dla wyżej wymienionych gatunków dostarczamy płyty, blachy i taśmy.

Zamienniki, odpowiedniki i inne oznaczenia gatunku

HAYNES® 214
ALLOY 214
2.4646
NICR16AL
N07214

Potrzebujesz pomocy? Skontaktuj się z nami!

Zadzwoń lub napisz wiadomość, a nasz przedstawiciel skontaktuje się z Tobą w ciągu 24 godzin!

Preferencje plików cookie
Szanowni Państwo, nasz serwis stosuje pliki Cookies aby zapewnić jego prawidłowe działanie. Możecie określić warunki przechowywania lub dostępu do plików Cookies klikając przycisk Ustawienia. Zalecamy zapoznanie się z Polityką prywatności i plików Cookies.
Preferencje plików cookie
Wykorzystanie plików cookie

Szanowni Państwo, nasz serwis stosuje pliki Cookies aby zapewnić jego prawidłowe działanie. Możecie określić warunki przechowywania lub dostępu do plików Cookies. Zalecamy zapoznanie się z Polityką prywatności i plików Cookies.

Więcej informacji

W przypadku jakichkolwiek pytań dotyczących naszej polityki dotyczącej plików cookie prosimy o kontakt.