Хастеллой С-22ХС Никелевый сплав, С-22ХС сплав, 1

### **Введение в никелевый сплав Hastelloy® C-22HS® (UNS N07022)** **Hastelloy® C-22HS®** - это никель-хром-молибден-вольфрамовый сплав, специально разработанный для **исключительной термостойкости** и превосходной коррозионной стойкости. Буква «HS» означает «высокая прочность», что является его определяющей характеристикой. Несмотря на то, что C-22HS обладает превосходной коррозионной стойкостью, характерной для известных сплавов C-276 и C-22, он уникально упрочнен за счет **дисперсионно-упрочняющей термообработки**. Эта комбинация делает его идеальным выбором для требовательных применений в нефтегазовой отрасли, где компоненты должны одновременно выдерживать экстремальные давления, высокие температуры и агрессивные коррозионные среды. --- ### **Химический состав (% по массе)** Состав сбалансирован таким образом, чтобы обеспечить как коррозионную стойкость, так и способность к старению. | Элемент | Минимум | Максимум | Ключевая функция | | :--- | :--- | :--- | :--- | | **Никель (Ni)** | **Баланс** | | Аустенитная матрица; Обеспечивает общую коррозионную стойкость и стабильность. | | **Хром (Cr)** | 20,0 | 22,5 | Стойкость к окисляющим средам и локальной коррозии. | | **Молибден (Mo)** | 12,5 | 14,5 | Стойкость к восстановительной среде и точечной/щелевой коррозии. | | **Вольфрам (Вт)** | 2.5 | 3.5 | Упрочнение твердым раствором; Повышает устойчивость к точечной коррозии. | | **Железо (Fe)** | 2.0 | 4.0 | - | | **Кобальт (Co)** | 2.0 | 4.0 | Способствует затвердеванию при осадке. | | **Алюминий (Al)** | 0.50 | - | Ключевой стареющий упрочняющий элемент. | | **Титан (Ti)** | 0.50 | - | Ключевой стареющий упрочняющий элемент. | | **Марганец (Mn)** | - | 0.50 | - | | **Кремний (Si)** | - | 0.08 | Поддерживается на низком уровне для поддержания ударной вязкости и коррозионной стойкости. | | **Углерод (C)** | - | 0.015 | Поддерживается на чрезвычайно низком уровне для предотвращения выпадения карбида. | | **Фосфор (P)** | - | 0.025 | - | | **Сера (S)** | - | 0.010 | - | * Преднамеренное добавление алюминия (Al) и титана (Ti) имеет решающее значение. При термической обработке старением они образуют когерентные гамма-прайм-осадки [γ'] (Ni₃(Al, Ti)), которые придают сплаву высокую прочность. --- ### **Физические свойства (типовые)** ** Плотность:** 8,55 г/см³ (0,309 фунта/дюйм³) * ** Диапазон плавления:** 1325 - 1370 °C (2415 - 2500 °F) * ** Коэффициент теплового расширения: ** 12,3 мкм/м·°C (20-100°C) **Теплопроводность:** 10,9 Вт/м·К при 100°C * **Модуль упругости (модуль Юнга):** 217 ГПа (31,5 x 10⁶ фунт/кв. дюйм) при 21°C --- ### **Механические свойства (типичные)** Свойства C-22HS в значительной степени зависят от условий его термической обработки. Стандартная последовательность представляет собой отжиг на твердый раствор с последующей обработкой по старению (осаждение) обработкой. | Состояние | Прочность на разрыв | Предел текучести (смещение 0,2%) | Удлинение | | :--- | :--- | :--- | :--- | | **Отожженный раствор** | ~ 845 МПа (123 ksi) | ~ 395 МПа (57 ksi) | ~ 50% | | ** Состаренный (закаленный при осаждении)** | **≥ 1241 МПа (180 ksi)** | **≥ 827 МПа (120 фунтов на квадратный дюйм)** | ≥ 15% | * Состаренное состояние демонстрирует резкое увеличение прочности при сохранении достаточной пластичности для эксплуатации.* --- ### **Основные характеристики и применение продукта** #### **Ключевые характеристики:** 1. ** Сверхвысокая прочность: ** Его основным преимуществом является предел текучести, превышающий 120 фунтов на квадратный дюйм (825 МПа) после старения, что значительно выше, чем у нестареющих никелевых сплавов, таких как C-276 или 625. 2. **Отличная коррозионная стойкость:** Сохраняет хорошую стойкость к широкому спектру коррозионных сред, включая высокосернистый газ (H₂S), хлориды и органические кислоты, что делает его пригодным для нефтегазовых скважинных сред. 3. ** Возможность работы при высоких температурах: ** Сохраняет значительную часть своей прочности при температурах до ~700 ° F (~ 370 ° C) и обладает хорошей стойкостью к окислению. 4. ** Упрочненность по старению: ** Свойства достигаются за счет контролируемой термообработки, что обеспечивает гибкость в производстве. #### **Основные области применения:** C-22HS в основном используется в нефтегазовой промышленности для обработки критически важных компонентов с высокими нагрузками: * **Скважинное оборудование:** * Эксплуатационные насосно-компрессорные трубы и обсадные трубы:** Для глубоких скважин высокого давления и высокой температуры (HPHT), где традиционным материалам не хватает прочности. ** Инструменты для заканчивания: ** Пакеры, подвески и устройства управления потоком. * ** Компоненты устья скважины и рождественской елки: ** Для применения в условиях кислого обслуживания. * ** Компоненты клапанов: ** Высокопрочные штоки, накладки и корпуса для клапанов для тяжелых условий эксплуатации. **Крепежные элементы:** Высокопрочные болты и гайки для критических соединений в коррозионных средах. * ** Аэрокосмическая промышленность: ** Специализированные высокопрочные компоненты, требующие коррозионной стойкости. --- ### **Международные стандарты** Поскольку это специализированный, запатентованный сплав, его стандартизация специфична. Он подпадает под спецификацию ASTM для своего номера UNS. | Форма продукта | Стандарт | Обозначение | Примечания | | :--- | :--- | :--- | :--- | | **Прутки, проволока, поковки** | ASTM B574 (низкоуглеродистый) | UNS N07022 | Это основная спецификация для форм сырья, используемых для внутрискважинных компонентов. | | **Тарелка, лист, полоса** | ASTM B575 (с низким содержанием углерода) | UNS N07022 | - | | **Трубы и трубы** | ASTM B622 / B619 | UNS N07022 | Для бесшовных и сварных труб и труб. | | **Сварочные материалы** | AWS A5.14 / A5.11 | **ERNiCrMo-17** / **ENiCrMo-17** | Это подходящие присадочные металлы для сварки C-22HS. *Примечание: сварочный металл обычно не подвержен старению.* | ** Важное примечание о сварке: ** Хотя C-22HS можно сваривать с использованием присадочных металлов соответствующего состава, сам сварочный металл не подвергается дисперсионному упрочнению. Зона термического влияния (ЗТВ) также будет иметь другие свойства, чем состаренный основной металл. Стратегии термообработки после сварки (PWHT) должны быть тщательно продуманы при проектировании. "Hastelloy" и "C-22HS" являются зарегистрированными товарными знаками компании "Haynes International, Inc." Для критически важных применений, таких как нефтегазовая промышленность, необходимы консультации с производителем и тщательное тестирование в соответствии с конкретными условиями эксплуатации.

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 3258 галлонов для жидкости на поддонах.