Сплав Alloy 825 / Incoloy 825® / UNS N08825 / 2.4858 / NiCr21Mo / 02Х21Н42М3 - Никелевый сплав

N08825 — физические и механические свойства

Физические свойства при комнатной температуре:

• Плотность: 8,14 г/см³
• Коэффициент линейного расширения: 14,0 *10^-6м/(м*К)
• Коэффициент теплопроводности: 11,1 Вт/(м*К)
• Удельная теплоемкость: 440 Дж/(кг*К)
• Модуль упругости в продольном направлении: 195 ГПа
• Электрическое сопротивление: 1127 мкОм*м
• Магнитная проницаемость: 1,005
• Температура Кюри: -196 °C
• Температура плавления: 1370-1400 °C

Механические свойства для прутков из сплава Incoloy 825 в отожженном состоянии:

• Предел пластичности: 324 МПа
• Прочность на разрыв Rm: 690 МПа
• Удлинение: 45 %
• Твердость: 90 HRB

Ударная вязкость KV пластин из сплава alloy 825 в отжиженном состоянии, в зависимости от температуры:

• Ударная вязкость KV 20°C: 107-113 Дж
• Ударная вязкость KV -79°C: 106 Дж
• Ударная вязкость KV -196°C: 91-97 Дж
• Ударная вязкость KV -253°C: 92 Дж

Прочность на растяжение в зависимости от температуры:

• При комнатной температуре: 693 МПа
• 93 °C: 655 МПа
• 204 °C: 637 МПа
• 316 °C: 632 МПа
• 371 °C: 621 МПа
• 427 °C: 610 МПа
• 482 °C: 608 МПа
• 538 °C: 592 МПа
• 593 °C: 541 МПа
• 649 °C: 465 МПа
• 760 °C: 274 МПа
• 871 °C: 135 МПа
• 982 °C: 75 МПа
• 1093 °C: 42 МПа

Предел пластичности в зависимости от температуры:

• При комнатной температуре: 301 МПа
• 93 °C: 279 МПа
• 204 °C: 245 МПа
• 316 °C: 232 МПа
• 371 °C: 234 МПа
• 427 °C: 228 МПа
• 482 °C: 221 МПа
• 538 °C: 229 МПа
• 593 °C: 222 МПа
• 649 °C: 213 МПа
• 760 °C: 183 МПа
• 871 °C: 117 МПа
• 982 °C: 47 МПа
• 1093 °C: 23 МПа

Удлинение в зависимости от температуры:

• При комнатной температуре: 43 %
• 538 °C: 43 %
• 593 °C: 38 %
• 649 °C: 62 %
• 760 °C: 87 %
• 871 °C: 102 %

Коэффициент теплового расширения в зависимости от температуры:

• 24-93 °C: 14,0 мкм/(м*K)
• 24-205 °C: 14,9 мкм/(м*К)
• 24-315 °C: 15,3 мкм/(м*К)
• 24-425 °C: 15,7 мкм/(м*К)
• 24-540 °C: 15,8 мкм/(м*К)
• 24-650 °C: 16,4 мкм/(м*К)
• 24-760 °C: 17,1 мкм/(м*К)
• 24-870 °C: 17,5 мкм/(м*К)

Коэффициент теплопроводности в зависимости от температуры:

• При комнатной температуре: 11,1 Вт/(м*К)
• 93 °C: 12,3 Вт/(м*К)
• 205 °C: 14,1 Вт/(м*К)
• 315 °C: 15,8 Вт/(м*К)
• 425 °C: 17,3 Вт/(м*К)
• 540 °C: 18,9 Вт/(м*К)
• 650 °C: 20,2 Вт/(м*К)
• 760 °C: 22,3 Вт/(м*К)
• 870 °C: 24,8 Вт/(м*К)
• 980 °C: 27,7 Вт/(м*К)

Коэффициент теплопроводности в зависимости от температуры:

• При комнатной температуре: 1127 мкОм*м
• 93 °C: 1142 мОм*м
• 205 °C: 1180 мОм*м
• 315 °C: 1210 мОм*м
• 425 °C: 1248 мОм*м
• 540 °C: 1265 мОм*м
• 650 °C: 1267 мОм*м
• 760 °C: 1272 мОм*м
• 870 °C: 1288 мОм*м
• 980 °C: 1300 мОм*м

Устойчивость к коррозии

Сплав никеля 825 отлично подходит для использования в морской воде, а также в средах с серной и фосфорной кислотами. Благодаря стабилизации титаном сплав 825 устойчив к межкристаллической коррозии. Высокое содержание никеля делает его устойчивым к вызванному хлоридами коррозионному растрескиванию под напряжением. Содержание молибдена обеспечивает устойчивость к точечной коррозии. Содержание хрома обеспечивает устойчивость к окисляющим факторам, таким как азотная кислота, нитраты и окисляющие соли. С другой стороны, высокое содержание железа делает его менее устойчивым к щелочам и галогенидам.

Соляная кислота HCl — сплав 825 достаточно устойчив к соляной кислоте, но подвержен точечной и щелевой коррозии, особенно в стоячих, аэрированных растворах. Скорость коррозии в соляной кислоте в зависимости от концентрации и температуры:

• Раствор 5%; 20°C: 0,12 мм/год
• Раствор 10%; 20°C: 0,18 мм/год
• Раствор 15%; 20°C: 0,18 мм/год
• Раствор 5%; 40°C: 0,45 мм/год
• Раствор 10%; 40°C: 0,47 мм/год
• Раствор 20%; 40°C: 0,44 мм/год
• Раствор 5%; 66°C: 2,00 мм/год
• Раствор 10%; 66°C: 2,60 мм/год
• Раствор 20%; 66°C: 1,52 мм/год

Органические кислоты и скорость коррозии сплава 2.4858:

• В парах 85% уксусной кислоты, 10% уксусного ангидрида, 5% воды, плюс немного ацетона, ацетонитрила, в линии паров непосредственно перед конденсатором, при температуре 120°C: 0,008 мм/год
• В 99,9% растворе уксусной кислоты при температуре 105°C: 0,006 мм/год
• В смеси, состоящей из 94 % уксусной кислоты, 1 % муравьиной кислоты и 5 % высококипящих эфиров при температуре 125 °C: 0,02 мм/год.
• В смеси, состоящей из 96,5-98% уксусной кислоты, 1,5% муравьиной кислоты и 1-1,5% воды, при температуре 125°C: 0,15 мм/год.
• В смеси, состоящей из 91,5 % уксусной кислоты, 2,5 % муравьиной кислоты и 6,0 % воды при температуре 120 °C: 0,079 мм/год.
• В смеси, состоящей на 95 % из уксусной кислоты, на 1,5-3,0 % из муравьиной кислоты, на 0,5 % из перманганата калия (остальное — вода) при комнатной температуре: 0,038 мм/год.
• В смеси, состоящей из 40% уксусной кислоты, 6% пропионовой кислоты, 20% бутана, 5% пентана, 8% этилового ацетата, 5% метилэтилового кетона и содержащей другие эфиры и кетоны, при температуре 175°C: 0,051 мм/год
• В жидком фталевом безводнике, содержащем фталевую кислоту, немного воды и небольшие количества малеиновой кислоты, малеинового безводника, бензойной кислоты и нафтахинонов при температуре 165-260 °C (рефлюксная пластина аппарата для дистилляции сырого фталевого безводника): 0,2 мм/год.

Смеси, содержащие азотную кислоту и скорость коррозии сплава 2.4858:

• В испарителе при концентрировании раствора азотной кислоты, насыщенной нитратом калия, и в присутствии хлоридов, жидкость, состоящая на 40-70% из HNO3 с содержанием хлора на уровне 0,2-0,02% и при температуре 110°C:
  - жидкость: 0,1 мм/год
  - пары, содержащие 10-50% HNO₃, 0,05-1,5% Cl: 0,279 мм/год
• В испарителе при концентрировании раствора азотной кислоты с 35-45% азотной кислотой, насыщенной нитратом циркония и содержащей 10-35% кристаллов ZrO(NO₃) ₂ при температуре 120 °C:
  - жидкость: 0,533 мм/год
  - пары: 0,66 мм/год
• Жидкий раствор 53% азотной кислоты, содержащий 1% фтористоводородной кислоты, 80°C:
  - жидкость: 5,08 мм/год
  - пары: 2,18 мм/год
• В испарителе при концентрировании рафината, содержащего 30-40% жидкой азотной кислоты и хлориды с концентрацией до 0,2 Cl, 80°C:
  - жидкость: 0,02 мм/год
  - пары: 0,028 мм/год

Смеси, содержащие фосфорную кислоту H₃PO₄ - Alloy 825 отлично подходит для применения с фосфорной кислотой. Заводские испытания скорости коррозии для различных растворов фосфорной кислоты показали следующие результаты:

• Жидкость из скруббера испарителя, состоящая на 15 % из фосфорной кислоты H₃PO₄, на 20 % из гексафторидной кислоты и на 1 % из серной кислоты при температуре 80 °C: 0,025 мм/год
• Навоз в ферментационном резервуаре, состоящий на 20 % из фосфорной кислоты H₃PO₄, на 2 % из серной кислоты, 1% фтористоводородной кислоты, на 40% воды и содержащая сульфат кальция CaSO₄, при температуре 125°C: 0,79 мм/год
• Навоз, состоящий на 37 % из фосфорной кислоты H₃PO₄ и на 27 % из тетрафосфорного декатлена P₂O₅ в проточном резервуаре для кислоты. Скорость потока 1 м/с, температура 75 °C: 0,02 мм/год.
• Испаритель, нагреваемый горячим газом, кислота, состоящая на 53% из фосфорной кислоты H₃PO₄, на 1-2% из серной кислоты H_{2SO4, на 1,5% из фтористого водорода HF и фторсиликата натрия Na2SiF6, при температуре 120°C: 0,15 мм/год}
• Верхняя часть концентрационного барабана в мокром сепараторе, пары, образующиеся при концентрировании сырой кислоты до формы, содержащей 50-55% фосфорной кислоты H₃PO с добавлением фтористого водорода HF, при температуре 125°C: 0,79 мм/год

Атмосферная коррозия - Сплав 825 демонстрирует очень хорошую атмосферную стойкость. Результаты 20-летнего испытания, проведенного недалеко от океана на пляже Куре, показали среднюю потерю массы, равную 8,7 мг/дм², и среднюю глубину язвы менее 0,025 мм.

Десульфидационное напряженное растрескивание (SSC) — сплав 825 демонстрирует несколько более высокую стойкость к SSC в каустической среде, чем сплав C-276.

Коррозионное растрескивание под напряжением — сплав 825, испытанный в кипящем 42% растворе хлорида магния в течение 192 часов, имел коррозионные повреждения и язвы, но не показал трещин.

Сварка

Сварка — сплав C-276 относится к 45 группе сварки по ISO 15608. Что касается пайки латунью, то номер сплава по ASME/AWS составляет 111.

Выбор сварочных материалов для сплава C-276

• Изолированные электроды: ENiCrMo3
• Связующее вещество: ERNiCrMo-4 до 10

Если кованые детали подлежат сварке и эксплуатации в среде, которая может вызвать межкристаллическую коррозию, детали должны быть подвергнуты стабилизирующему отжигу, чтобы предотвратить чувствительность зоны термического влияния.