Сплав C276, Hastelloy C276, UNS N1276

Сплав C276, Hastelloy C276, UNS N1276

Сплав C276 (Hastelloy C276, UNS N1276) - Введение с составом, свойствами, применением и формами продукта

Сплав C276, коммерчески известный как Hastelloy C276 и обозначенный UNS N1276, представляет собой высококачественный никель-молибден-хромовый суперсплав, признанный одним из самых коррозионностойких материалов во всем мире. Разработанный для работы в самых суровых химических и термических средах, включая агрессивные кислоты, богатые хлоридами растворы и повышенные температуры, он является краеугольным материалом в отраслях, где выход компонентов из строя из-за коррозии является дорогостоящим или опасным. Он доступен в широком ассортименте форм для удовлетворения различных промышленных потребностей, включая прутки (круглые прутки, плоские прутки), ленты, проволоку, прутки, трубы, фольгу, пластины, листы, полосы и поковочный материал. Проволока Hastelloy C276, в частности, выделяется своей равномерной коррозионной стойкостью и гибкостью, что делает ее идеальной для сварки, термического напыления покрытий и прецизионных компонентов в химической промышленности и шельфовой промышленности. Ниже приведен подробный обзор его химического состава, ключевых свойств, практического применения и доступных форм продукции.

Химический состав

Точно сбалансированный химический состав сплава C276 (Hastelloy C276, UNS N1276) является основой его исключительной коррозионной стойкости и механических характеристик. Типичный состав (по весу) следующий:

Никель (Ni): 57-63% (первичный матричный элемент, обеспечивающий стабильную основу для коррозионной стойкости и служащий в качестве носителя для легирующих элементов, повышающих прочность; он также устойчив к коррозионному растрескиванию, вызванному хлоридами)

Молибден (Mo): 15-17% (ключевой фактор устойчивости к точечной коррозии, щелевой коррозии и восстановительной среде — например, соляной кислоте — за счет образования защитного слоя, препятствующего локальной коррозии)

Хром (Cr): 14,5-16,5% (образует плотный, адгезивный слой оксида хрома, обеспечивающий превосходную стойкость к окислению, сульфидации и окисляющим кислотам, таким как азотная кислота)

Железо (Fe): 4-7% (улучшает технологичность и уравновешивает микроструктуру сплава без ущерба для коррозионной стойкости; а также повышает теплопроводность)

Вольфрам (W): 3-4,5% (работает с молибденом для повышения стойкости к точечной и щелевой коррозии, особенно в средах, богатых хлоридами, и повышает прочность при высоких температурах)

Кобальт (Co): ≤ 2,5% (строго ограничено, чтобы избежать снижения коррозионной стойкости в агрессивных средах, так как избыток кобальта может способствовать локальному воздействию)

Углерод (C): ≤ 0,01% (сведен к минимуму для предотвращения осаждения карбидов на границах зерен — карбиды могут истощать хром вблизи границ, создавая зоны, подверженные коррозии)

Кремний (Si): ≤ 0,08% (контролируется для предотвращения образования хрупких силицидов и сохранения коррозионной стойкости в кислых средах)

Марганец (Mn): ≤ 1% (способствует раскислению во время производства и улучшает способность к горячей обработке, позволяя изготавливать тонкие формы, такие как фольга и полосы)

Фосфор (P): ≤ 0,04% (ограничено для предотвращения охрупчивания границ зерен и снижения риска коррозионного растрескивания под напряжением)

Сера (S): ≤ 0,03% (сведена к минимуму для обеспечения хорошей пластичности и устойчивости к коррозионному растрескиванию под напряжением в суровых химических средах)

Эта специально разработанная смесь, ориентированная на никель, молибден и хром, обеспечивает фирменную коррозионную стойкость сплава C276 «во всех средах», что делает его пригодным как для окисляющих, так и для восстановительных сред.

Основные свойства

Сплав C276 (Hastelloy C276, UNS N1276) и его различные формы демонстрируют исключительные свойства, которые делают их незаменимыми в коррозионных, высокотемпературных и циклических средах:

Коррозионная стойкость (основное преимущество)

Общая коррозия: непревзойденная стойкость к широкому спектру коррозионных сред, в том числе:

Сильноредуцирующие кислоты: соляная кислота (HCl), серная кислота (H₂SO₄) и уксусная кислота (даже при высоких концентрациях и температурах).

Окисляющие кислоты: азотная кислота (HNO₃), хромовая кислота и смешанные кислоты (например, HCl + HNO₃).

Щелочные растворы: каустическая сода (NaOH) и аммиак, даже при повышенных температурах.

Среды, богатые хлоридами: морская вода, рассолы и хлоридсодержащие технологические потоки (устойчивы к точечной и щелевой коррозии до ~100 °C/212 °F).

Точечная и щелевая коррозия: исключительная стойкость — сохраняет целостность в 6% растворе хлорида железа (суровое испытание на точечную коррозию) без воздействия при температурах до 40 ° C / 104 ° F, превосходя большинство других никелевых сплавов.

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC): высокая стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением в хлоридных, сероводородных (H₂S) и высокосернистых газовых средах, что имеет решающее значение для шельфовой нефтегазовой и химической промышленности.

Эрозионно-коррозионная стойкость: сочетает в себе коррозионную стойкость с хорошей пластичностью, что позволяет ему выдерживать износ, вызванный потоком жидкости, в агрессивных технологических потоках (например, при транспортировке шлама в горнодобывающей промышленности).

Механические свойства (в состоянии отжига)

Прочность на разрыв: 690-896 МПа (100 000-130 000 фунтов на квадратный дюйм) при комнатной температуре; сохраняет ~450 МПа (65 300 фунтов на кв. дюйм) при 500 °C (932 °F)

Предел текучести (смещение 0,2%): 310-414 МПа (45 000-60 000 фунтов на квадратный дюйм) при комнатной температуре; сохраняет ~275 МПа (39 900 фунтов на кв. дюйм) при 500 °C (932 °F)

Относительное удлинение (в 50 мм): 40-60% (отличная пластичность, позволяющая выполнять холодную штамповку в сложные формы, такие как изгибы труб и детали из листового металла)

Уменьшение площади: 50-70% (превосходная ударная вязкость, устойчивость к разрушению при механических нагрузках и термоциклировании)

Твердость: 180-220 HB (твердость по Бринеллю) при комнатной температуре; поддерживает ~150 HB при 500°C (932°F)

Физические свойства

Плотность: 8,89 г/см³ (0,321 фунта/дюйм³)

Теплопроводность: 11,1 Вт/(м·К) при 20°C (68°F); увеличивается до 18,4 Вт/(м·К) при 500 °C (932 °F) (эффективная теплопередача для теплообменников)

Коэффициент теплового расширения: 12,3 мкм/(м·К) (20-100°C/68-212°F); 14,8 мкм/(м·К) (20-500°C/68-932°F) (контролируемое расширение для минимизации термического напряжения в собранных системах)

Модуль упругости: 205 ГПа (29 700 фунтов на квадратный дюйм) при комнатной температуре; снижается до ~180 ГПа (26 100 фунтов на квадратный дюйм) при 500°C (932°F)

Температура плавления: 1325-1370 °C (2417-2498 °F)

Свойства при высоких температурах

Постоянная рабочая температура: до 650 ° C (1202 ° F) (сохраняет коррозионную стойкость и механическую прочность; при кратковременном воздействии может выдерживать температуру до 870 ° C / 1600 ° F)

Стойкость к окислению: образует стабильный слой оксида хрома, устойчивый к образованию накипи на воздухе при температурах до 815 ° C (1500 ° F) в течение длительного времени

Сопротивление ползучести: хорошие характеристики ползучести при умеренных температурах — 1000-часовая прочность на разрыв при ползучести ~100 МПа (14 500 фунтов на кв. дюйм) при 600 °C (1112 °F)

Формы продукции

Сплав C276 (Hastelloy C276, UNS N1276) изготавливается в различных формах для специализированных коррозионных и высокотемпературных применений:

Пруток: Круглый пруток (диаметр 6-200 мм) и Плоский пруток (толщина 5-100 мм, ширина 20-500 мм) — идеально подходит для обработки в клапаны, насосы и крепеж для химического и шельфового оборудования.

Лента: Тонкие, плоские полосы (толщина 0,07-0,8 мм, ширина 3-80 мм) — используются в термических напыляемых покрытиях для защиты от коррозии на стальных подложках и в гибких уплотнениях для химических реакторов.

Проволока: Hastelloy C276 Wire (диаметры 0,3-6 мм) — служит в качестве сварочного присадочного металла (TIG/MIG) для соединения компонентов C276 и в качестве прецизионных нагревательных элементов в агрессивных средах.

Стержни: Цельные цилиндрические стержни (диаметры 2-50 мм) — используются для присадочного металла GTAW и изготовления мелких деталей, таких как датчики и штоки клапанов.

Трубы и трубы: бесшовные/сварные трубы (наружный диаметр 4-150 мм, толщина стенки 0,5-10 мм) и трубы (NPS 1/2-12) — критически важны для транспортировки агрессивных жидкостей (например, кислотопроводы на химических заводах, морские трубопроводы высокосернистого газа).

Фольга: Ультратонкие листы (толщина 0,012-0,1 мм) — используются в качестве коррозионностойких вкладышей для электронных компонентов, фармацевтической упаковки, тонкопленочных прокладок.

Плита и лист: Плита (толщина 3-50 мм) и Лист (толщина 0,2-3 мм) — изготавливаются в резервуарах для хранения химикатов, пластинах теплообменников и корпусах реакторов.

Полоса: Узкие плоские полосы (толщина 0,07-2 мм, ширина 2-50 мм) — используются для прецизионных компонентов, таких как ребра теплообменника, электрические контакты и уплотнительные кольца.

Поковочный материал: заготовки и слитки (размером до 500×500 мм) — горячештампуемые в сложные формы (например, корпуса насосов, детали турбин), требующие высокой коррозионной стойкости и прочности.

Приложений

Исключительная коррозионная стойкость и сбалансированные механические свойства сплава C276 (Hastelloy C276, UNS N1276) делают его основным продуктом в отраслях, сталкивающихся с агрессивными химическими или термическими условиями:

Химическая обработка

Производство и транспортировка кислоты: компоненты для заводов по производству соляной, серной и азотной кислоты, включая резервуары для хранения (пластины/листы), передаточные трубы (трубы/трубы) и рабочие колеса насосов (прутки/поковки).

Фармацевтическая и пищевая промышленность: коррозионностойкое оборудование (например, смесители, реакторы и упаковочная фольга) для предотвращения загрязнения продукта в результате выщелачивания металлов.

Нефтехимическая промышленность: системы регенерации катализаторов, отпарные установки кислой воды и установки дистилляции сырой нефти (устойчивы к H₂S и хлоридной коррозии).

Нефтегазовая отрасль (морская и наземная)

Морские платформы: компоненты устья скважины, подводные трубопроводы (трубы) и корпуса клапанов (прутки/поковочный материал) — устойчивы к коррозии морской воды, высокосернистого газа (H₂S) и рассола.

Скважинное оборудование: насосно-компрессорные трубы и обсадные трубы для скважин с высокой минерализацией и высоким содержанием H₂S (устойчивы к SCC и точечной коррозии в скважинных условиях).

Электроэнергии

Установки по переработке отходов в энергию: футеровки камеры сгорания (пластинчатые/листовые) и системы десульфурации дымовых газов (ДДГ) — устойчивы к коррозионным дымовым газам и побочным продуктам серной кислоты.

Ядерная энергетика: Теплообменные трубы (трубки) и конструкционные элементы в системах вторичного теплоносителя — устойчивы к радиационной коррозии и воздействию высокотемпературной воды.

Окружающая среда и очистка воды

Опреснительные установки: компоненты системы обратного осмоса (RO) и трубы для обработки рассола (труба/труба) — устойчивы к коррозии морской воды и концентрированного рассола.

Горнодобывающая промышленность: Трубы для транспортировки шлама (труба/труба) и емкости для выщелачивания (пластина) — выдерживает кислотные горные жидкости (например, выщелачивание меди серной кислотой).

Аэрокосмическая и оборонная промышленность

Аэрокосмические топливные системы: топливопроводы (трубки) и вкладыши баков (лист) — устойчивы к коррозии от присадок к реактивному топливу и атмосферной влаги.

Военные суда: системы охлаждения морской воды (труба/труба) и компоненты корпуса (плита) — устойчивы к морской коррозии и биообрастанию.

Специализированные приложения по формам

Проволока: Сварочный присадочный металл для соединения компонентов C276 на химических заводах; Прецизионные нагревательные змеевики в коррозионных печах.

Трубы/трубы: транспортировка коррозионных жидкостей (кислотопроводы, трубопроводы кислого газа) и теплообменники на электростанциях.

Плита/лист: Большие резервуары для хранения агрессивных химических веществ и корпусов реакторов в фармацевтическом производстве.

Поковочный материал: корпуса насосов и корпуса клапанов для тяжелых условий эксплуатации для технологических потоков высокого давления и высокой степени коррозии.

Таким образом, сплав C276 (Hastelloy C276, UNS N1276), доступный в формах от прутков и проволоки до листовых и ковочных материалов, устанавливает стандарт коррозионной стойкости в различных суровых условиях. Его уникальный химический состав и универсальные формы продукта делают его незаменимым материалом в химической промышленности, нефтегазовой отрасли, энергетике и т. д., где надежность и коррозионная стойкость не подлежат обсуждению.

Упаковка Стандартная упаковка:

Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 1036 галлонов для жидкости на поддонах Специальная упаковка доступна по запросу.