Сплав ALLOY B3, 2.4600, UNS N10675, HASTELLOY B3 - никелевый сплав

ALLOY B3, 2.4600, UNS N10675, HASTELLOY® B-3 — НИКЕЛЕВЫЙ СПЛАВ ПО ASTM B366, DIN 17750.

Alloy B3, 2.4600, Hastelloy® B3 – описание

Alloy B3 — это сплав никеля и молибдена, третье поколение в семействе сплавов типа B. Краткий обзор истории развития этого семейства позволяет понять сильные стороны этого сплава. Сплав B появился в эксплуатации около 1929 года и находил применение там, где требовалась отличная стойкость к бескислородным химическим соединениям, но имел один существенный недостаток: сварные швы были гораздо более подвержены коррозии. Alloy B2 решил эту проблему и используется до сих пор, но при температуре в диапазоне 540-815 °C быстро становится хрупким. Alloy B3 обладает значительно лучшей термической стабильностью, обрабатываемостью и стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением, обеспечивая при этом такую же превосходную стойкость к соляной кислоте и другим сильно восстановительным кислотам.

Выбранные стандарты, описывающие сплав:

• ASTM B 333, ASME SB-333 — Листы, ленты и плиты
• ASTM B 335, ASME SB-335 - Стержни
• ASTM B 626, ASME SB-626 — Сварные трубы
• ASTM B 622, ASME SB-622 — Бесшовные трубы
• ASTM B 366, ASME SB-366 — Сварные соединительные элементы
• DIN 17750 - Свойства листов, лент и пластин
• DIN 17744 — Химический состав

Применение

Сплав Alloy B3 в основном используется в химической промышленности для оборудования, контактирующего с соляной кислотой (все концентрации и температуры), серной кислотой, уксусной кислотой и фосфорной кислотой.

 

Alloy B2, 2.4617, Hastelloy® B2 — физические и механические свойства

Физические и механические свойства Hastelloy® B-3 при комнатной температуре по данным производителя:

• Плотность: 9,22 г/см³
• Электрическое сопротивление: 1,37 мкОм⋅м
• Коэффициент выравнивания температур: 3,0 ⋅ 10^-6⋅m²/с
• Коэффициент теплового расширения: 10,6 мкм/м⋅К
• Температура плавления: 1370-1418 °C
• Модуль удлинительной упругости: 216 ГПа

Механические свойства сплава 2.4600 в соответствии с нормой DIN 17750:

• Предел пластичности: >340 МПа
• Прочность на разрыв: >750 МПа
• Удлинение: >40%
• Твердость HBW: <240

Прочностные характеристики листов толщиной 3,2 мм из сплава Hastelloy® B-3 в состоянии отжига в защитной атмосфере (без нагара):

• При комнатной температуре
  • Прочность на разрыв: 860 МПа
  • Предел текучести: 420 МПа
  • Относительное удлинение: 53,4 %
• 100 °C:
  • Прочность на разрыв: 830 МПа
  • Предел текучести: 380 МПа
  • Относительное удлинение: 56,9 %
• 200 °C:
  • Прочность на разрыв: 760 МПа
  • Предел текучести: 325 МПа
  • Относительное удлинение: 59,7 %
• 315 °C:
  • Прочность на разрыв: 720 МПа
  • Предел текучести: 300 МПа
  • Относительное удлинение: 63,4 %
• 425 °C:
  • Прочность на разрыв: 705 МПа
  • Предел текучести: 290 МПа
  • Относительное удлинение: 62,0 %
• 540 °C:
  • Прочность на разрыв: 675 МПа
  • Предел текучести: 270 МПа
  • Относительное удлинение: 59,0 %
• 650 °C:
  • Прочность на разрыв: 715 МПа
  • Предел текучести: 315 МПа
  • Относительное удлинение: 55,8 %

Прочностные характеристики плит толщиной 6,4 мм из сплава Hastelloy® B-3 в пересыщенном состоянии:

• При комнатной температуре
  • Прочность на разрыв: 885 МПа
  • Предел текучести: 400 МПа
  • Относительное удлинение: 57,8 %
• 100 °C:
  • Прочность на разрыв: 845 МПа
  • Предел текучести: 375 МПа
  • Относительное удлинение: 58,2 %
• 200 °C:
  • Прочность на разрыв: 795 МПа
  • Предел текучести: 330 МПа
  • Относительное удлинение: 60,9 %
• 315 °C:
  • Прочность на разрыв: 765 МПа
  • Предел текучести: 305 МПа
  • Относительное удлинение: 61,6 %
• 425 °C:
  • Прочность на разрыв: 745 МПа
  • Предел текучести: 285 МПа
  • Относительное удлинение: 61,7 %
• 540 °C:
  • Прочность на разрыв: 730 МПа
  • Предел текучести: 275 МПа
  • Относительное удлинение: 61,7 %
• 650 °C:
  • Прочность на разрыв: 735 МПа
  • Предел текучести: 290 МПа
  • Относительное удлинение: 64,6 %

Термическая стабильность сплава Hastelloy® B-3 на примере изменения значения удлинения с момента воздействия данной температуры:

• Продолжительность испытания 1000 ч, 425 °C: 57,2 %
• Продолжительность испытания 1000 ч, 480 °C: 50 %
• Продолжительность испытания 1000 ч, 540 °C: 48,4 %
• Продолжительность испытания 1000 ч, 595 °C: 38,8 %
• Продолжительность испытания 8000 ч, 425 °C: 57,4 %
• Продолжительность испытания 8000 ч, 480 °C: 48,9 %
• Продолжительность испытания 8000 ч, 540 °C: 47,1 %
• Продолжительность испытания 8000 ч, 595 °C: 28,7 %
• Продолжительность испытания 16 000 ч, 425 °C: 57,6 %
• Продолжительность испытания 16 000 ч, 480 °C: 48,8 %
• Продолжительность испытания 16 000 ч, 540 °C: 43,7 %
• Продолжительность испытания 16 000 ч, 595 °C: 25,3 %

Устойчивость к коррозии

Сплав Alloy B-2 обладает исключительной стойкостью к бескислородным (восстановительным) средам, превосходной стойкостью к точечной коррозии, коррозионному растрескиванию под напряжением и стойкостью к щелевой коррозии. Он обладает хорошей стойкостью к окислению, но в окислительных средах не должен использоваться при температуре выше 540 °C. Он обладает превосходной стойкостью к соляной кислоте, хлориду алюминия и превосходной стойкостью к газообразному хлористому водороду, серной кислоте, уксусной кислоте и фосфорной кислоте. Он устойчив к коррозии зоны термического влияния сварного шва, что делает его пригодным для большинства применений в химической промышленности в состоянии после сварки.

Средняя скорость коррозии для кипящих растворов:

• Уксусная кислота CH₃COOH, 50%: 0,005 мм/год
• Муравьиная кислота CH₂O₂, 40%: 0,013 мм/год
• Фосфорная кислота H₃PO₄, 55%: 0,076 мм/год
• Серная кислота H₂SO₄, 50%: 0,043 мм/год
• Соляная кислота HCl, 20%: 0,305 мм/год

Коррозионное растрескивание под напряжением — очень хорошая стойкость. После 1008 часов испытаний в кипящем 45% растворе хлорида магния (в соответствии со стандартом ASTM G 36) сплав B-3 не продемонстрировал никаких трещин.

Сварка

Сварочная группа 44 (согласно ISO 15608), номер пайки латунью 112 (ASME раздел IX). Припой: ERNiMo-7.

Если деформация при холодной обработке превышает 7%, перед сваркой необходимо провести пересыщающую отжиг.

  ↵

Термическая обработка

Сплав может подвергаться горячей ковке и холодной обработке. Типичные значения термообработки:

• Ковка: 1230-980°C
• Пережаривание: 1050-1080 °C, охлаждение в воде или быстрое охлаждение воздухом