ALLOY 230, 2.4733, N06230, HAYNES® 230 ALLOY - STOP NIKLU

Haynes® 230 - własności fizyczne i mechaniczne

Własności fizyczne w temperaturze pokojowej:

• Gęstość: 8,97 g/cm³
• Temperatura topnienia: 1301-1371 °C

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

• 100°C: 11,8 μm/m⋅K
• 200°C: 12,4 μm/m⋅K
• 300°C: 12,8 μm/m⋅K
• 400°C: 13,2 μm/m⋅K
• 500°C: 13,6 μm/m⋅K
• 600°C: 14,1 μm/m⋅K
• 700°C: 14,7 μm/m⋅K
• 800°C: 15,2 μm/m⋅K
• 900°C: 15,7 μm/m⋅K
• 1000°C: 16,1 μm/m⋅K

Oporność elektryczna:

• 20°C: 1,25 μΩ·m
• 100°C: 1,258 μΩ·m
• 200°C: 1,265 μΩ·m
• 300°C: 1,273 μΩ·m
• 400°C: 1,284 μΩ·m
• 500°C: 1,302 μΩ·m
• 600°C: 1,312 μΩ·m
• 700°C: 1,307 μΩ·m
• 800°C: 1,291 μΩ·m
• 900°C: 1,271 μΩ·m
• 1000°C: 1,25 μΩ·m

Współczynnik wyrównania temperatur:

• 20°C: 2,4 10^–6⋅m²/s
• 100°C: 2,7 10^–6⋅m²/s
• 200°C: 3,0 10^–6⋅m²/s
• 300°C: 3,3 10^–6⋅m²/s
• 400°C: 3,6 10^–6⋅m²/s
• 500°C: 3,9 10^–6⋅m²/s
• 600°C: 4,2 10^–6⋅m²/s
• 700°C: 4,3 10^–6⋅m²/s
• 800°C: 4,3 10^–6⋅m²/s
• 900°C: 4,4 10^–6⋅m²/s
• 1000°C: 4,8 10^–6⋅m²/s

Współczynnik przewodzenia ciepła:

• 20°C: 8,9 W/m · K
• 100°C: 10,4 W/m · K
• 200°C: 12,4 W/m · K
• 300°C: 14,4 W/m · K
• 400°C: 16,4 W/m · K
• 500°C: 18,4 W/m · K
• 600°C: 20,4 W/m · K
• 700°C: 22,4 W/m · K
• 800°C: 24,4 W/m · K
• 900°C: 26,4 W/m · K
• 1000°C: 28,4 W/m · K

Ciepło właściwe:

• 20°C: 397 J/kg⋅K
• 100°C: 419 J/kg⋅K
• 200°C: 435 J/kg⋅K
• 300°C: 448 J/kg⋅K
• 400°C: 465 J/kg⋅K
• 500°C: 473 J/kg⋅K
• 600°C: 486 J/kg⋅K
• 700°C: 574 J/kg⋅K
• 800°C: 595 J/kg⋅K
• 900°C: 609 J/kg⋅K
• 1000°C: 617 J/kg⋅K

Moduł sprężystości wzdłużnej:

• 20°C: 209 GPa
• 100°C: 207 GPa
• 200°C: 200 GPa
• 300°C: 193 GPa
• 400°C: 186 GPa
• 500°C: 181 GPa
• 600°C: 175 GPa
• 700°C: 168 GPa
• 800°C: 159 GPa
• 900°C: 150 GPa
• 1000°C: 141 GPa

Moduł sprężystości wzdłużnej:

• 20°C: 79 GPa
• 100°C: 79 GPa
• 200°C: 76 GPa
• 300°C: 73 GPa
• 400°C: 70 GPa
• 500°C: 67 GPa
• 600°C: 64 GPa
• 700°C: 61 GPa
• 800°C: 57 GPa
• 900°C: 52 GPa
• 1000°C: 48 GPa

Liczba Poissona:

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

Własności wytrzymałościowe płyt ze stopu 2.4733 po obróbce cieplnej oznaczonej jako F76 w DIN 17750:2021:

• Granica plastyczności: >310 MPa
• Wytrzymałość na rozciąganie: >750 MPa
• Wydłużenie: >35 %

Własności wytrzymałościowe blach ze stopu Haynes® 230 wedle danych producenta:

• 20°C:
  • Granica plastyczności: 417 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 837 MPa
  • Wydłużenie: 47,3 %
• 540°C:
  • Granica plastyczności: 294 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 690 MPa
  • Wydłużenie: 51,7 %
• 650°C:
  • Granica plastyczności: 291 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 666 MPa
  • Wydłużenie: 56,9 %
• 760°C:
  • Granica plastyczności: 311 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 538 MPa
  • Wydłużenie: 59,5 %
• 870°C: 318 MPa
  • Granica plastyczności: 236 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 308 MPa
  • Wydłużenie: 74,2 %
• 980°C:
  • Granica plastyczności: 123 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 169 MPa
  • Wydłużenie: 54,1 %
• 1090°C:
  • Granica plastyczności: 69 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 90 MPa
  • Wydłużenie: 37 %

Własności wytrzymałościowe płyt ze stopu Haynes® 230 wedle danych producenta:

• 20°C:
  • Granica plastyczności: 383 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 852 MPa
  • Wydłużenie: 46,0 %
• 540°C:
  • Granica plastyczności: 263 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 706 MPa
  • Wydłużenie: 53,2 %
• 650°C:
  • Granica plastyczności: 267 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 677 MPa
  • Wydłużenie: 53,0 %
• 760°C:
  • Granica plastyczności: 260 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 533 MPa
  • Wydłużenie: 68,0 %
• 870°C: 318 MPa
  • Granica plastyczności: 234 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 311 MPa
  • Wydłużenie: 94,0 %
• 980°C:
  • Granica plastyczności: 166 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 168 MPa
  • Wydłużenie: 91,2 %
• 1090°C:
  • Granica plastyczności: 63 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie: 91 MPa
  • Wydłużenie: 92,1 %

Wytrzymałość na pełzanie dla blachy Haynes® 230 - obciążenie potrzebne do wytworzenia 0,5% odkształcenia w danej temperaturze i w danym czasie:

• 650°C, 100h: 214 MPa
• 705°C, 10h: 200 MPa
• 705°C, 100h: 145 MPa
• 705°C, 1000h: 100 MPa
• 760°C, 10h: 132 MPa
• 760°C, 100h: 94 MPa
• 760°C, 1000h: 66 MPa
• 760°C, 10 000h: 50 MPa
• 815°C, 10h: 98 MPa
• 815°C, 100h: 71 MPa
• 815°C, 1000h: 52 MPa
• 815°C, 10 000h: 37 MPa
• 870°C, 10h: 78 MPa
• 870°C, 100h: 56 MPa
• 870°C, 1000h: 39 MPa
• 870°C, 10 000h: 28 MPa
• 925°C, 10h: 53 MPa
• 925°C, 100h: 38 MPa
• 925°C, 1000h: 26 MPa
• 925°C, 10 000h: 17 MPa
• 980°C, 10h: 48 MPa
• 980°C, 100h: 25 MPa
• 980°C, 1000h: 12 MPa
• 980°C, 10 000h: 5,9 MPa
• 1040°C, 100h: 12 MPa
• 1040°C, 1000h: 5,5 MPa

Naprężenie zrywające blachę Haynes® 230 w zależności od temperatury i czasu trwania naprężenia:

• 650°C, 100h: 352 MPa
• 650°C, 1000h: 248 MPa
• 650°C, 10 000h: 193 MPa
• 705°C, 10h: 324 MPa
• 705°C, 100h: 234 MPa
• 705°C, 1000h: 179 MPa
• 705°C, 10 000h: 134 MPa
• 760°C, 10h: 221 MPa
• 760°C, 100h: 169 MPa
• 760°C, 1000h: 125 MPa
• 760°C, 10 000h: 91 MPa
• 815°C, 10h: 161 MPa
• 815°C, 100h: 121 MPa
• 815°C, 1000h: 86 MPa
• 815°C, 10 000h: 58 MPa
• 870°C, 10h: 117 MPa
• 870°C, 100h: 86 MPa
• 870°C, 1000h: 57 MPa
• 870°C, 10 000h: 39 MPa
• 925°C, 10h: 83 MPa
• 925°C, 100h: 55 MPa
• 925°C, 1000h: 35 MPa
• 925°C, 10 000h: 22 MPa
• 980°C, 10h: 69 MPa
• 980°C, 100h: 37 MPa
• 980°C, 1000h: 18 MPa
• 980°C, 10 000h: 8,3 MPa
• 1040°C, 100h: 21 MPa
• 1040°C, 1000h: 10 MPa

Stabilność termiczna - alloy 230 zachowuje doskonałą plastyczność pomimo długotwałego działania temperatur przejściowych 650-870°C, obniżających ciągliwość wielu innych nadstopów. Widać to po zachowanej wysokiej udarności mimo wystawienia na działanie tych temperatur.

• Bez ekspozycji na wysoką temperaturę: 54 J
• 650°C, 8 000h: 31,4 J
• 650°C, 20 000h: 28,9 J
• 650°C, 50 000h: 25,8 J
• 760°C, 8 000h: 18,7 J
• 760°C, 20 000h: 18,8 J
• 760°C, 50 000h: 20,7 J
• 870°C, 8 000h: 21,6 J
• 870°C, 20 000h: 19,5 J
• 870°C, 50 000h: 14,8 J

Odporność na korozję

Alloy 20 ma najlepszą odporność na utlenianie spośród wszystkich stopów tworzących ochronną zgorzel chromową, szczególnie wysokotemperaturowe utlenianie cykliczne. Bardzo dobra odporność na nitrowanie.

Utlenianie - bardzo dobra odporność, co potwierdzają poniższe dane:

Wyniki testów statycznego utleniania trwającego 1008h:

• 980°C:
  • Utrata metalu: 0,0075 mm
  • Średnia penetracja metalu: 0,018 mm
• 1095°C:
  • Utrata metalu: 0,013 mm
  • Najgłębsza penetracja metalu: 0,067 mm
• 1150°C:
  • Utrata metalu: 0,058 mm
  • Najgłębsza penetracja metalu: 0,067 mm
• 1205°C:
  • Utrata metalu: 0,11 mm
  • Najgłębsza penetracja metalu: 0,067 mm

Stop wykazuje bardzo wysoką odporność na utlenianie cykliczne, z cyklami ogrzewania i chłodzenia, bardziej odpowiadające rzeczywistym warukom panującym w zakładach przetwórczych. Na podstawie testów ocenia się, że w środowisku płynącego powietrza o temperaturze 1095°C w cyklach 25 godzinnych, prędkość korozji wynosi 0,71mm/rok. Dla cykli 168 godzinnych, prędkość wynosi 0,28mm/rok. W tych testach lepszy okazał się jedynie Alloy 214 o wysokiej zawartości aluminium.

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: 0,056 mm
  • Najgłębsza penetracja metalu: 0,15 mm
• 1000h, 980°C
  • Utrata metalu: 0,02 mm
  • Najgłębsza penetracja metalu: 0,089 mm

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

• Utrata metalu: 0,028 mm
• Najgłębsza penetracja metalu: 0,1 mm
• Prędkość korozji: 0,3 mm

Wysokotemperaturowe nawęglanie - dobra odporność. 24 godzinny test w Ar-5H₂-5CO-5CH₄ w temperaturze 1090°C wykazał absorpcję węgla na poziomie 10,3 mg/cm².

Nitrowanie w wysokiej temperaturze - bardzo dobra odporność, co potwierdzają wyniki poniższego porównania testów. W każdym przypadku Alloy 230 był wystawiony na działanie amoniaku przez 168 godzin.

• 650°C
  • Absorpcja azotu: 0,7 mg/cm²
  • Głębokość penetracji przez azotki: 0,03 mm
• 980°C
  • Absorpcja azotu: 1,4 mg/cm²
  • Głębokość penetracji przez azotki: 0,12 mm
• 1090°C
  • Absorpcja azotu: 1,5 mg/cm²
  • Głębokość penetracji przez azotki: 0,39 mm

Spawanie

Alloy 230 ma dobrą spawalność. Zarówno podgrzewanie wstępne, jak i obróbka cieplna po spawaniu nie są wymagane. Temperatura międzyściegowa powinna być utrzymywana poniżej 100°C.

Wybór materiałów spawalniczych dla Alloy 230

• Elektrody otulone: ENiCrWMo-1
• Drut spawalniczy: ERNiCrWMo-1 (Haynes® 230-W™)