Сплав N, Hastelloy N Bar (Круглый стержень, Плоский стержень), UNS N10003

Британские спецификации:,Американские спецификации: AMS 5771 Стержень и ковка AMS 5607 Лист, полоса и пластина, немецкие спецификации:

Сплав N (Hastelloy N Wire, UNS N10003) - Введение с составом, свойствами, применением и формами продукта

Сплав N, коммерчески известный как Hastelloy N с обозначением UNS N10003, представляет собой никель-молибден-хромовый суперсплав, специально разработанный для исключительной устойчивости к расплавленным солям фтора и высокотемпературной коррозии, а также превосходной термической стабильности и технологичности. Этот высокоэффективный материал доступен в широком ассортименте форм для удовлетворения специализированных промышленных потребностей, включая прутки (круглые прутки, плоские прутки), ленты, проволоку, прутки, трубы, трубы, фольгу, пластины, листы, полосы и поковку. Hastelloy N Wire, в частности, обеспечивает уникальную гибкость для сложных применений в коррозионных и высокотемпературных средах, таких как ядерные и химические технологические системы. Ниже приведен подробный обзор его химического состава, ключевых свойств, практического применения и доступных форм продукции.

Химический состав

Точно сформулированный химический состав сплава N (Hastelloy N, UNS N10003) является основой его превосходных эксплуатационных характеристик в расплавленных солях и высокотемпературных коррозионных средах. Типичный состав (по весу) следующий:

Никель (Ni): 65-70% (первичный матричный элемент, обеспечивающий стабильную основу для коррозионной стойкости и устойчивости к высоким температурам)

Молибден (Mo): 15-18% (критический компонент для устойчивости к расплавленным солям фтора и восстановительным средам, повышающий прочность при высоких температурах)

Хром (Cr): 7-9% (улучшает стойкость к окислению и стабильность в окислительных средах, уравновешивая характеристики сплава)

Железо (Fe): 4-6% (способствует технологичности и механической стабильности при температуре окружающей среды)

Углерод (C): ≤ 0,08% (контролируется для минимизации образования карбида, сохранения пластичности и устойчивости к межкристаллитной коррозии)

Кремний (Si): ≤ 1,0% (способствует раскислению во время производства и повышает стойкость к окислению)

Марганец (Mn): ≤ 1,0% (улучшает технологичность и предотвращает горячее растрескивание во время сварки)

Кобальт (Co): ≤ 1,0% (способствует упрочнению твердого раствора и термической стабильности)

Микроэлементы: фосфор (P) ≤ 0,04%, сера (S) ≤ 0,03% (поддерживается на низком уровне для обеспечения свариваемости и прочности границ зерен)

Этот сбалансированный состав синергетически обеспечивает характерную стойкость сплава к расплавленным солям фторида, высокотемпературной коррозии и формуемости, что делает его идеальным для специализированных ядерных и химических применений.

Основные свойства

Сплав N (Hastelloy N Wire, UNS N10003) и его различные формы демонстрируют надежный набор свойств, которые делают их незаменимыми в средах расплавленных солей и высокотемпературных коррозионных применениях:

Механические свойства (комнатная температура, отожженное состояние):

Прочность на разрыв: 690-830 МПа (100 000-120 000 фунтов на квадратный дюйм)

Предел текучести (смещение 0,2%): 310-410 МПа (45 000-60 000 фунтов на кв. дюйм)

Относительное удлинение (в 50 мм): 30-40% (отличная пластичность, позволяющая выполнять сложную формовку и сварку на всех формах продукции)

Твердость: 190-230 HB (твердость по Бринеллю, указывающая на хорошую обрабатываемость)

Работа при высоких температурах:

Термическая стабильность: сохраняет значительную прочность при температуре до 1000 °C (1832 °F), при этом прочность на разрыв остается выше 340 МПа при 800 °C (1472 °F)

Сопротивление ползучести: Демонстрирует превосходное сопротивление ползучести при 650-850 °C (1202-1562 °F), что имеет решающее значение для длительной эксплуатации в реакторах на расплавленных солях и высокотемпературных системах

Стойкость к расплавленным солям: исключительная стойкость к коррозии под воздействием расплавленных солей фтора (например, LiF-BeF₂-ZrF₄), что является ключевым свойством для применения в ядерных реакторах

Термическая усталостная прочность: хорошая устойчивость к термическим циклам, что делает его пригодным для применений с частыми колебаниями температуры.

Коррозионная стойкость:

Среды с расплавленными солями: превосходная стойкость к воздействию расплавленных солей фтора и хлоридов даже при повышенных температурах (600-800°C/1112-1562°F)

Высокотемпературная коррозия: устойчив к окислению, сульфидированию и науглероживанию в промышленных условиях при температуре до 900 °C (1652 °F)

Химическая стойкость: хорошая стойкость к редуцирующим кислотам (например, соляной кислоте) и органическим химическим веществам; умеренная стойкость к окисляющим кислотам

Влажная коррозия: устойчив к морской воде, рассолам и промышленным химикатам, включая щелочные растворы

Физические свойства:

Плотность: 9,1 г/см³ (0,329 фунта/дюйм³)

Теплопроводность: 11 Вт/(м·К) при 20°C (68°F), увеличивается до 19 Вт/(м·К) при 1000°C (1832°F)

Температура плавления: 1330-1380°C (2426-2516°F)

Коэффициент теплового расширения: 12,8 мкм/(м·К) (20-100°C), повышаясь до 17,5 мкм/(м·К) при 1000°C (1832°F)

Модуль упругости: 215 ГПа (31 200 фунтов на квадратный дюйм) при комнатной температуре, уменьшается до 165 ГПа (23 900 фунтов на квадратный дюйм) при 1000 °C (1832 °F)

Формы продукции

Сплав N (Hastelloy N, UNS N10003) изготавливается в различных формах для специализированных промышленных процессов, особенно в атомной и химической отраслях:

Пруток: Доступен в виде круглого прутка (диаметр от 8 мм до 300 мм) и плоского прутка (толщина от 6 мм до 150 мм, ширина от 20 мм до 600 мм), идеально подходит для обработки компонентов реактора, штоков клапанов и высокотемпературных крепежных деталей.

Лента: Тонкие плоские полосы (толщина от 0,1 мм до 2 мм, ширина от 5 мм до 100 мм), используемые в электрических нагревательных элементах и уплотнениях для систем с расплавленными солями.

Проволока: Проволока Hastelloy N (диаметр от 0,05 мм до 10 мм) обеспечивает превосходную гибкость для формирования оболочек термопар, проводов датчиков и тканой сетки для фильтрации в коррозионных средах.

Стержни: Цельные цилиндрические стержни (диаметр от 3 мм до 50 мм), подходящие для конструкционных опор в ядерных реакторах и оборудовании для высокотемпературной химической обработки.

Трубы и трубы: бесшовные и сварные варианты (внешний диаметр от 6 мм до 200 мм, толщина стенки от 0,5 мм до 20 мм) для транспортировки расплавленных солей, коррозионных жидкостей и охлаждающих жидкостей в реакторных системах.

Фольга: ультратонкие листы (толщина от 0,01 мм до 0,1 мм), используемые в легких термобарьерах и коррозионностойких футеровках для прецизионных деталей.

Лист и лист: плоские формы (лист: толщина от 5 мм до 100 мм; лист: от 0,3 мм до 5 мм) для изготовления футеровки корпусов реакторов, панелей теплообменников и резервуаров для химической обработки.

Полоса: Узкие плоские полосы (толщина от 0,1 мм до 3 мм, ширина от 10 мм до 200 мм) для прецизионного изготовления прокладок, уплотнений и электрических компонентов для коррозионных систем.

Поковочный материал: заготовки и слитки для горячей штамповки в сложные формы, такие как внутренние устройства реакторов, рабочие колеса насосов и корпуса клапанов для работы с расплавленными солями.

Приложений

Исключительные свойства сплава N (Hastelloy N Wire, UNS N10003) в различных формах делают его критически важным материалом в отраслях, требующих устойчивости к расплавленным солям и высокотемпературной коррозии:

Ядерная энергия:

Реакторы на расплавленных солях (MSR): основные компоненты, такие как топливные каналы, трубы теплообменника и футеровка корпуса реактора (из пластин, листов и труб) — обеспечивают превосходную стойкость к расплавленным солям фторида.

Переработка ядерного топлива: Оборудование для работы с радиоактивными расплавленными солями, включая передаточные трубы (из трубы) и технологические резервуары (из плиты).

Компоненты радиационной защиты: Конструкционные детали (из прутка и поковочной заготовки), сохраняющие целостность при воздействии радиации и высоких температур.

Химическая обработка:

Переработка расплавленных солей: трубы и сосуды (из труб, труб и пластин) для работы с расплавленными фторидами или хлоридными солями в промышленных процессах, таких как выплавка алюминия.

Высокотемпературный химический синтез: Реакторы и подложки катализаторов (из пластин и листов) для процессов с коррозионными реагентами при повышенных температурах.

Производство кислоты: Компоненты для работы с фтористоводородной кислотой и другими агрессивными химическими веществами, включая насосы и клапаны (из прутков и поковочной заготовки).

Промышленность и энергетика:

Системы солнечной тепловой энергии: трубы теплообменника (из трубы) и абсорбирующие пластины (из листа) для систем концентрированной солнечной энергии (CSP), использующих расплавленную соль в качестве теплоносителя.

Сжигание отходов: компоненты, подверженные воздействию коррозионной золы и высоких температур, такие как футеровка печи (из плиты) и вытяжные каналы (из листа).

Металлургическая обработка: Тигли и мешалки (из кузнечного материала и прутка) для работы с расплавленными металлами и солями.

Специализированные приложения по форме:

Провода: оболочки термопар в реакторах на расплавленных солях, провода датчиков на высокотемпературных химических заводах и тканые фильтры для фильтрации коррозионных жидкостей.

Трубы/трубы: Линии транспортировки расплавленной соли в MSR и солнечных тепловых системах, трубопроводах химических процессов и трубах теплообменников.

Пластины/листы: футеровки корпусов реакторов, панели теплообменников и стенки резервуаров в коррозионных и высокотемпературных средах.

Стержень/стержень: механически обработанные крепления, штоки клапанов и конструкционные опоры для ядерного и химического технологического оборудования.

Таким образом, сплав N (Hastelloy N Wire, UNS N10003) — доступный в формах от прутков и проволоки до листов и поковочных материалов — обеспечивает исключительную стойкость к расплавленным солям, высокотемпературной коррозии и термическую стабильность. Его разнообразные формы продукции позволяют создавать индивидуальные решения для атомной энергетики, химической промышленности и промышленности, делая его критически важным материалом в экстремально коррозионных и высокотемпературных условиях.

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 2874 галлонов для жидкости на поддонах Специальная упаковка доступна по запросу.