Сплав ALLOY 242, UNS N10242, HAYNES® 242 ALLOY - никелевый сплав

ALLOY 242, UNS N10242, HAYNES® 242 ALLOY - СПЛАВ НИКЕЛЯ ПО ASTM B366-17

Alloy 242, UNS N10242, сплав Haynes® 242 – описание

Alloy 242, Haynes® 242 alloy — это упрочняемый выделением сплав Ni-Mo-Cr с высокой термостойкостью (стойкостью к ползучести) до 700 °C и высокой жаростойкостью (стойкостью к окислению) до 800 °C. Он термостойкий, устойчив к усталости, а высокое содержание молибдена обеспечивает высокую стойкость к коррозионным средам, содержащим соединения фтора. Для аналогичных применений, но с требуемой термостойкостью до 760 °C, рассмотрите возможность использования сплава Alloy 244.

Применение

Используется в авиационных и промышленных газовых турбинах, а также в химической промышленности. Из него изготавливают кольца, корпуса, соединительные элементы, сопла, насосы.

 

Физические и механические свойства

Физические свойства при комнатной температуре:

• Плотность: 9,05 г/см³
• Температура плавления: 1290-1375 °C

Коэффициент теплового расширения при повышенной температуре, от 20 °C до:

• 100 °C: 10,8 мкм/м⋅K
• 200 °C: 11,3 мкм/м⋅K
• 300 °C: 11,6 мкм/м⋅K
• 400 °C: 11,9 мкм/м⋅K
• 500 °C: 12,2 мкм/м⋅K
• 600 °C: 15,8 мкм/м⋅K
• 700 °C: 13,0 мкм/м⋅K
• 800 °C: 14,0 мкм/м⋅K
• 900 °C: 14,5 мкм/м⋅K
• 1000 °C: 15,0 мкм/м⋅K

Коэффициент теплопроводности:

• 20 °C: 11,3 Вт/м · K
• 100 °C: 12,6 Вт/м · K
• 200 °C: 14,2 Вт/м · K
• 300 °C: 15,9 Вт/м · K
• 400 °C: 17,5 Вт/м · K
• 500 °C: 19,2 Вт/м · K
• 600 °C: 20,9 Вт/м · K
• 700 °C: 22,5 Вт/м · K
• 800 °C: 24,2 Вт/м · K
• 900 °C: 25,8 Вт/м · K
• 1000 °C: 27,5 Вт/м · K

Электрическое сопротивление:

• 20 °C: 1,22 мОм·м
• 100 °C: 1,23 мОм·м
• 200 °C: 1,25 мОм·м
• 300 °C: 1,26 мОм·м
• 400 °C: 1,28 мОм·м
• 500 °C: 1,29 мОм·м
• 600 °C: 1,3 мОм·м
• 700 °C: 1,32 мОм·м
• 800 °C: 1,32 мОм·м
• 900 °C: 1,29 мОм·м
• 1000 °C: 27,5 мОм·м

Удельная теплоемкость:

• 20 °C: 386 Дж/кг⋅К
• 100 °C: 405 Дж/кг⋅К
• 200 °C: 419 Дж/кг⋅К
• 300 °C: 431 Дж/кг⋅К
• 400 °C: 439 Дж/кг⋅К
• 500 °C: 451 Дж/кг⋅К
• 600 °C: 470 Дж/кг⋅К
• 700 °C: 595 Дж/кг⋅К
• 800 °C: 605 Дж/кг⋅К
• 900 °C: 610 Дж/кг⋅К
• 1000 °C: 627 Дж/кг⋅К

Модуль продольной упругости:

• 20 °C: 229 ГПа
• 100 °C: 225 ГПа
• 200 °C: 219 ГПа
• 300 °C: 213 ГПа
• 400 °C: 206 ГПа
• 500 °C: 199 ГПа
• 600 °C: 193 ГПа
• 700 °C: 185 ГПа
• 800 °C: 172 ГПа
• 900 °C: 163 ГПа
• 1000 °C: 152 ГПа

Высокотемпературные механические свойства стержней и колец из сплава Haynes® 242 alloy:

• 20 °C:
  • Предел текучести: 845 МПа
  • Прочность при растяжении: 1290 МПа
  • Относительное удлинение: 33,7 %
  • Относительное сужение: 45,7 %
• 650 °C:
  • Предел текучести: 570 МПа
  • Прочность при растяжении: 1000 МПа
  • Относительное удлинение: 33,2 %
  • Относительное сужение: 41,1 %

Разрывное напряжение сплава Haynes® 242:

• 540 °C, 100 ч: 965 МПа
• 540 °C, 1000 ч: 825 МПа
• 595 °C, 100 ч: 760 МПа
• 595 °C, 1000 ч: 640 МПа
• 650 °C, 100 ч: 620 МПа
• 650 °C, 1000 ч: 515 МПа
• 705 °C, 100 ч: 475 МПа
• 705 °C, 1000 ч: 240 МПа
• 760 °C, 100 ч: 200 МПа
• 760 °C, 1000 ч: 115 МПа
• 815 °C, 100 ч: 110 МПа
• 815 °C, 1000 ч: 76 МПа
• 870 °C, 100 ч: 74 МПа

Стойкость к ползучести — нагрузка, приводящая к деформации в размере 0,5 % пластин из сплава Haynes® 242 alloy в состоянии поставки:

• 595 °C, 10000 ч: 517 МПа
• 650 °C, 100 ч: 565 МПа
• 650 °C, 1000 ч: 427 МПа
• 650 °C, 10000 ч: 262 МПа
• 705 °C, 100 ч: 331 МПа
• 705 °C, 1000 ч: 228 МПа
• 705 °C, 10000 ч: 90 МПа
• 760 °C, 100 ч: 165 МПа
• 760 °C, 1000 ч: 83 МПа

Усталостная прочность колец в состоянии поставки, предназначенных для работы в газовых турбинах. Количество циклов, приводящее к образованию трещин при температуре 650 °C при заданной нагрузке и 20 циклах в минуту:

• 760 МПа: 845 циклов
• 690 МПа: 12 220 циклов
• 655 МПа: 32 587 циклов
• 620 МПа: 76 763 циклов
• 585 МПа: 297 848 циклов
• 550 МПа: 304 116 циклов

Твердость при повышенной температуре:

• 425 °C: 26 HRC
• 540 °C: 24 HRC
• 650 °C: 95 HRBW
• 760 °C: 75 HRBW

Устойчивость к коррозии

Высокотемпературное окисление — хорошая стойкость до 815 °C, что подтверждается испытаниями — после 1008 часов в потоке воздуха с температурой 815 °C средняя глубина поражения металла составила всего 13 мкм.

Высокотемпературные среды, содержащие фтор — очень хорошая стойкость как к горячим газам, содержащим фтористый водород (HF), так и к фтористым солям. Это подтверждают испытания — после 136 часов в 70% растворе HF сплав потерял всего 0,3 мм толщины.

Таблица устойчивости к конкретным коррозионным средам:

• Фтористый водород (HF) 5%, при температуре 79°C°C: 0,36 мм/год
• Фтористый водород (HF) 48%, при температуре 79°C°C: 0,81 мм/год
• Фтористый водород (HF) 70%, при температуре 52°C°C: 0,89 мм/год
• Соляная кислота (HCl) 10%, кипящая: 0,56 мм/год
• Соляная кислота (HCl) 20%, кипящая: 1,04 мм/год
• Фосфорная кислота (H₃PO₄) 55%, кипящая: 0,08 мм/год
• Фосфорная кислота (H₃PO₄) 85%, кипение: 0,1 мм/год
• Уксусная кислота (CH₃COOH) 99%, кипение: <0,03 мм/год

Сварка

Хорошая свариваемость. После сварки рекомендуется провести пересыщающую отжиг перед процессом упрочнения выделением.

Сварочная проволока - SFA 5.14 / A 5.14; ERNiCrMo-12

  ↵

Термическая обработка, пластическая обработка и механическая обработка

Рекомендуемые параметры горячей пластической обработки и термообработки:

Процедура термообработки после горячей пластической обработки:

• Горячая пластическая обработка: 1230-980 °C; охлаждение воздухом/водой
• Перегрев: 1120-1040 °C; охлаждение воздухом/водой
• Старение: 650°C, 24 часа; охлаждение воздухом

Процедура термообработки после холодной обработки:

• Перегрев: 1120-1040 °C; охлаждение воздухом/водой
• Холодная обработка до 40% деформации
• Старение: 650°C, 24 часа; охлаждение воздухом

 

Из вышеперечисленных марок стали мы поставляем:

• Листы, ленты и плиты по ASTM B 434 / ASME SB-434
• Прутки, проволока, поковки по ASTM B 573 / ASME SB-573
• Бесшовные трубы по ASTM B 622 / ASME SB-622
• Сварные трубы по ASTM B 619 / ASME SB-619, ASTM B 626 / ASME SB-626
• Соединительные элементы по ASTM B 366 / ASME SB-366
• Поковки по ASTM B 564 / ASME SB-564