Alloy 625, 2.4856, UNS N06625 - Stop Niklu

Stop niklu alloy 625, UNS N06625, Inconel 625, 2.4856, BS3075 NA21 według UNS i ISO 14172

Alloy 625, UNS N06625, inconel 625 – opis

Alloy 625 (UNS N06625) to stop Ni-Cr-Mo wprowadzony w latach 60. ubiegłego wieku. Zawiera nominalnie 20% Cr, 9% Mo i 2,5% Fe i jest stabilizowany około 3,5% Nb.

N06625 to nadstop, co oznacza, że może być skutecznie stosowany jako materiał odporny na korozję, żaroodporny i żarowytrzymały. Jest odporny na środowiska silnie korozyjne, w szczególności na wżery, korozję szczelinową i utlenianie w wysokiej temperaturze, nawęglanie i atak halogenów. Jest to popularny wybór dla nieprzyjaznych środowisk wysokotemperaturowych. Jest bardzo wytrzymały w szerokim zakresie temperatur, od kriogenicznych do 815°C.

Zastosowanie

Stop 625 został opracowany dla silników lotniczych, ale znalazł szerokie zastosowanie w innych aplikacjach wymagających wytrzymałości na wysokie temperatury i odporności na korozję. Zazwyczaj stosuje się go w silnikach lotniczych, przemyśle chemicznym i petrochemicznym (płuczki, wentylatory, wieże absorpcyjne, tłumiki, podgrzewacze gazów kominowych, wentylatory z ciągiem mokrym, wykładziny kominowe), na statkach i w łodziach podwodnych, a także w reaktorach jądrowych.

Inconel 625 - własności fizyczne i mechaniczne

Własności fizyczne w temperaturze pokojowej:

• Gęstość: 8,44 g/cm³
• Współczynnik przewodzenia ciepła: 9,8 W/(m*K)
• Ciepło właściwe: 410 J/(kg*K)
• Oporność elektryczna: 1,29 μΩ*m
• Przenikalność magnetyczna: 1,006
• Solidus: 1290 °C
• Likwidus: 1350 °C
• Temperatura Curie: <-196 °C

Wytrzymałość na rozciąganie w zależności od temperatury:

• W temperaturze pokojowej: 855 MPa
• 538°C: 745 MPa
• 649°C: 710 MPa
• 760°C: 505 MPa
• 871°C: 285 MPa

Granica plastyczności w zależności od temperatury:

• W temperaturze pokojowej: 490 MPa
• 538°C: 405 MPa
• 649°C: 420 MPa
• 760°C: 420 MPa
• 871°C: 375 MPa

Wydłużenie w zależności od temperatury:

• W temperaturze pokojowej: 50 %
• 538°C: 50 %
• 649°C: 35 %
• 760°C: 42 %
• 871°C: 125 %

Naprężenie zrywające przy 100 godzinach badania stopu Inconel 625:

• 649°C: 440 MPa
• 815°C: 130 MPa
• 871°C: 72 MPa
• 871°C: 34 MPa

Naprężenie zrywające przy 1000 godzinach badania stopu Inconel 625:

• 649°C: 370 MPa
• 815°C: 93 MPa
• 871°C: 48 MPa
• 980°C: 20 MPa

Współczynnik rozszerzalności cieplnej w zależności od temperatury:

• 24-540°C: 14,0 μm/(m*K)
• 24-870°C: 15,8 μm/(m*K)

Współczynnik przewodzenia ciepła w zależności od temperatury:

• W temperaturze pokojowej: 9,8 W/(m*K)
• 540°C: 17,5 W/(m*K)
• 870°C: 22,8 W/(m*K)

Udarność Charpy'ego płyt ze stopu alloy 625, w zależności od temperatury:

• W temperaturze pokojowej: 66 J
• -80°C: 60 J
• -196°C: 47 J

Pozostałe własności mechaniczne w temperaturze pokojowej:

• Moduł sprężystości wzdłużnej: 207 GPA
• Twardość: 190 HB

Odporność na korozję

Alloy 625 zachowuje odporność wobec wielu odmiennych środowisk korozyjnych. Jest niemal całkowicie odporny na działanie atmosfery, wody słodkiej, wody morskiej, soli obojętnych i mediów alkalicznych. Wysoka zawartość niklu oznacza, że N06625 jest odporny na odchlorkowe korozyjne pękanie naprężeniowe. Nikiel i chrom zapewniają odporność na utleniające chemikalia do wysokich temperatur, a połączenie niklu i molibdenu zapewnia odporność na warunki redukujące. Molibden zapewnia również wysoką odporność na korozję wżerową i szczelinową. Stop jest stabilizowany niobem, co zapobiega korozji międzykrystalicznej.

Kwas solny HCl - bardzo dobra odporność, nawet w wysokiej temperaturze. Szybkość korozji:

• Roztwór 5%; 66°C: 1,803 mm/rok
• Roztwór 10%; 66°C: 2,057 mm/rok
• Roztwór 15%; 66°C: 1,651 mm/rok
• Roztwór 20%; 66°C: 1,270 mm/rok
• Roztwór 25%; 66°C: 0,965 mm/rok
• Roztwór 30%; 66°C: 0,864 mm/rok
• Roztwór 37,1%; 66°C: 0,381 mm/rok

Alloy 625 jest również jednym z najbardziej odpornych na wysokotemperaturowy kwas solny stopów na rynku. Wedle testów ubytek metalu w zależności od czasu trawienia i temperatury wynosi:

• HCl 300 h; 400°C: 0,74 mg/cm²
• HCl 1000 h; 400°C: 1,1 mg/cm²
• HCl 100 h; 500°C: 2,42 mg/cm²
• HCl 300 h; 500°C: 3,78 mg/cm²
• HCl 1000 h; 500°C: 8,64 mg/cm²
• HCl 100 h; 600°C: 6,79 mg/cm²
• HCl 300 h; 600°C: 14,6 mg/cm²
• HCl 96 h; 700°C: 26,5 mg/cm²

Kwas siarkowy H₂SO₄ - bardzo wysoka odporność. Szybkość korozji wynosi:

• Roztwór 15%; 80°C: 0,188 mm/rok
• Roztwór 50%; 80°C: 0,432 mm/rok
• Roztwór 60%; 80°C: 0,711 mm/rok
• Roztwór 70%; 80°C: 1,626 mm/rok
• Roztwór 80%; 80°C: 2,286 mm/rok

24-godzinne testy odporności na fluorowodór HF bez kontroli napowietrzenia dały następujące wyniki:

• Roztwór 2%; 70°C: 0,5 mm/rok
• Roztwór 5%; 70°C: 0,4 mm/rok

Kwasy organiczne i inne środki chemiczne:

• Kwas octowy, 99%, wrzący: <1 mm/rok
• Kwas mrówkowy, 88%, wrzący: 0,237 mm/rok
• Chlorek żelazowy, 10%, wrzący: 0,22 mm/rok
• Wodorotlenek sodu, 50%, wrzący: 0,13 mm/rok.

Kwas azotowy - we wrzącym 65% roztworze kwasu azotowego Inconel 625 koroduje w tempie 0,76 mm rocznie.

Kwas fosforowy H₃PO₄ - bardzo wysoka odporność. Szybkość korozji to różni się w zależności od tego, czy próbka była zawieszona, czy też spoczywała na dnie zlewki.

• Wrzący roztwór 20%: ~0 mm/rok
• Wrzący roztwór 40%: ~0,3 mm/rok
• Wrzący roztwór 60%: 0,3-1,3 mm/rok
• Wrzący roztwór 80%: 2,2-6 mm/rok

Woda morska nie powoduje niemal żadnej korozji. Po 3-letnich testach maksymalna głębokość wżeru wynosi 0,025mm.

Korozja wżerowa w utleniających środowiskach chlorkowych - krytyczna temperatura występowania wżerów w 6% roztworze FeCl₃3 w okresie 24h wynosi 35-40°C.

Odporność na dynamiczne utlenianie - test w strumieniu spalin o dużej prędkości wykazał stosunkowo słabą odporność stopu 625 na utlenianie w temperaturze powyżej 1050°C, co można przypisać zawartości niobu. Próbka została zużyta po 500 godzinach badania w temperaturze 1090°C. Z drugiej strony, poddany działaniu strumienia spalin w temperaturze 980°C, stop 625 stracił tylko 0,12-0,19 mm po 1000 godzinach testowania.

Odporność na nawęglanie w wysokiej temperaturze - 24 godzinny test w Ar-5H₂-5CO-5CH₄ w temperaturze 1090°C wykazał niską absorpcję węgla na poziomie zaledwie 9,9 mg/cm²

Odporność na amoniak w wysokiej temperaturze - po 168 godzinach testowania w amoniaku w temperaturze 650°C, stop 625 wykazywał bardzo niską absorpcję azotu wynoszącą 0,9 mg/cm², a głębokość penetracji 0,01mm. Podczas testowania w temperaturze 980°C absorpcja azotu wynosiła 2,5 mg/cm², a penetracja 0,17mm. To dowody bardzo wysokiej odporności korozyjne, jednakże przy podwyższeniu temperatury do 1090°C, penetracja przekroczyła 0,56mm.

Odporność na środowisko tlenowo-chlorowe w wysokiej temperaturze jest niższa w porównaniu z innymi nadstopami, co widać po ubytku wagi w kolejnych testach:

• Ar-30Cl₂ 500 h; 400°C: 0,7 mg/cm²
• Ar-30Cl₂ 500 h; 500°C: 7 mg/cm²
• Ar-30Cl₂ 500 h; 705°C: 180 mg/cm²
• Ar-20O₂-0.25Cl₂ 400 h; 900°C: 99,07 mg/cm²
• Ar-20O₂-0.25Cl₂ 400 h; 1000°C: 220,09 mg/cm²

W zasymulowanym środowisku odwiertu gazowego obrabiany na zimno stop Inconel 625 wykazywał korozyjne pękanie naprężeniowe dopiero w temperaturze 191°C.

Spawanie

Wybór materiałów spawalniczych:

• Elektrody otulone: ENiCrMo3
• Spoiwo: ERNiCrMo-3

Polerowanie i powłoki

Polerowanie elektrolityczne - elektrolit: 37 ml H₃PO₄, 56 ml glicerolu. Katoda platynowa. 1,2-1,8 A/cm².

Natryskiwanie termiczne - w celu uzyskania dodatkowej odporności na korozjęmożna stosować natryskiwanie płomieniowe, naddźwiękowe natryskiwanie płomieniowe (HVOF) i natryskiwanie plazmowe.

Obróbka cieplna i plastyczna

Rekomendowane parametry obróbki cieplnej i plastycznej stopu alloy 625:

• Kucie: 1000-1175 °C; 2h
• Wyżarzanie zmiękczające: 980-1150 °C; 30 - 60 min
• Przesycanie: 1150 °C; 2h

Alloy 625 nie może być utwardzany przez postarzanie po przesycaniu. Podobne do alloy 625 stopy z możliwością utwardzania to alloy 725 lub alloy 625 PLUS.

Kucie stopu 625 wymaga podgrzania go do temperatury bardzo zbliżonej do 1175°C, ale nie wyższej. Temperatura nie może spaść poniżej 1010°C. Za każdym razem, gdy temperatura spadnie poniżej 1010 ° C, element musi zostać zwrócony do pieca i ponownie podgrzany do 1175°C. Aby zapobiec dupleksowej strukturze ziarna, należy stosować równomierne redukcje. W przypadku kucia z matrycą otwartą zaleca się końcową redukcję o co najmniej 20%. Szybkość chłodzenia nie ma decydującego znaczenia.

Dla wyżej wymienionych gatunków dostarczamy:

• Rury
• Łączniki rurowe
• Taśmy
• Pręty
• Rury spawane
• Rury bezszwowe
• Odkuwki

Zamienniki, odpowiedniki i inne oznaczenia gatunku:

Alloy 625, Bohler L625, 2.4856, NiCr22Mo9Nb, Nicrofer S6020, Na21, Haynes 625, NCF 625, Sanicro 60, 1N12, 2563, 467AC, AMS 5401, AMS 5402 B, AMS 5854, 62Ni-21.5Cr-9.0Mo-3.65Nb, A 494, N26625, N06625, A5.11, ENiCrMo-3, F 467, SA5.14, TNi 6625-xy, H22, NC6625, NW6625

Dalsze odmiany Alloy 625 o nieco innym składzie chemicznym, własnościach i przeznaczeniu:

• Alloy 625 LCF - bardziej odporny na zmęczenie małą liczbą cykli. Może być również stosowany na miechy.
• Alloy 725, Alloy 625Plus - wyższa zawartość Ti. Znacznie wyższa wytrzymałość w niskich temperaturach. Może być utwardzany wydzieleniowo. Stosowany w przemyśle naftowym i gazowym.
• Alloy C22, alloy C276, alloy C-4, alloy 59, alloy 686, alloy C-2000 - wyższa zawartość Mo i W. Odporne na wysoce agresywne utleniające i redukujące środowiska wodne. Stosowane w przetwórstwie chemicznym.