Сплав Haynes HR-120®, 2.4854, UNS N08120, NiFe33Cr25Co - Никелевый сплав

Haynes HR-120®, 2.4854, UNS N08120, NiFe33Cr25Co - никелевый сплав по ASTM B407-22 и другим стандартам

Haynes® HR-120®, 2.4854 – описание

Haynes® HR-120® (UNS N08120) — это жаропрочный никель-железо-хромовый сплав с высокой стойкостью к углеродированию и сульфидированию. Он содержит ряд легирующих добавок, в первую очередь вольфрам, ниобий и азот, которые повышают прочность при высоких температурах и стойкость к точечной и щелевой коррозии, а также алюминий, который улучшает стойкость к окислению и сульфидации. В результате его прочностные свойства при температуре 1095 °C выше, чем у никель-хромовых сплавов. Несмотря на это, HR-120 является экономичным сплавом, в основном из-за высокого содержания железа. Он легко сваривается и поддается горячей и холодной формовке.

Применение

Используется в мусоросжигательных заводах, при переработке минералов, в наземных газовых турбинах, а также в отопительной промышленности и на предприятиях термообработки, в том числе для изготовления труб, рекуператоров, муфельных печей, реторт, корзин для термообработки, транспортных лент для печей, перегревателей и т. д.

 

Физические и механические свойства

Физические свойства при комнатной температуре:

• Плотность: 8,07 г/см³
• Температура плавления: 1300°C

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

• 100 °C: 14,3 мкм/м⋅K
• 200 °C: 14,9 мкм/м⋅K
• 300 °C: 15,3 мкм/м⋅K
• 400 °C: 15,8 мкм/м⋅K
• 500 °C: 16,1 мкм/м⋅K
• 600 °C: 16,4 мкм/м⋅K
• 700 °C: 16,9 мкм/м⋅K
• 800 °C: 17,3 мкм/м⋅K
• 900 °C: 17,6 мкм/м⋅K
• 1000 °C: 17,8 мкм/м⋅K

Удельная теплоемкость:

• 20 °C: 467 Дж/кг⋅К
• 100 °C: 483 Дж/кг⋅К
• 200 °C: 500 Дж/кг⋅К
• 300 °C: 522 Дж/кг⋅К
• 400 °C: 531 Дж/кг⋅К
• 500 °C: 558 Дж/кг⋅К
• 600 °C: 607 Дж/кг⋅К
• 700 °C: 647 Дж/кг⋅К
• 800 °C: 655 Дж/кг⋅К
• 900 °C: 660 Дж/кг⋅К
• 1000 °C: 663 Дж/кг⋅К
• 1100 °C: 667 Дж/кг⋅К

Удельное электрическое сопротивление:

• 100 °C: 1,052 мОм·м
• 200 °C: 1,078 мОм·м
• 300 °C: 1,125 мОм·м
• 400 °C: 1,167 мОм·м
• 500 °C: 1,193 мОм·м
• 600 °C: 1,214 мОм·м
• 700 °C: 1,231 мОм·м
• 800 °C: 1,245 мОм·м
• 900 °C: 1,257 мОм·м
• 1000 °C: 1,266 мОм·м
• 1100 °C: 1,278 мОм·м
• 1200 °C: 1,287 мОм·м

Коэффициент выравнивания температур:

• 20 °C: 30,4 10^–6⋅м²/с
• 100 °C: 32,4 10^–6⋅m²/с
• 200 °C: 34,8 10^–6⋅м²/с
• 300 °C: 37,2 10^–6⋅м²/с
• 400 °C: 39,7 10^–6⋅м²/с
• 500 °C: 42,2 10^–6⋅м²/с
• 600 °C: 44,7 10^–6⋅м²/с
• 700 °C: 46,9 10^–6⋅м²/с
• 800 °C: 48,1 10⁻⁶ м²/с
• 900 °C: 48,8 10^–6⋅м²/с
• 1000 °C: 50,7 10^–6⋅м²/с
• 1100 °C: 52,9 10^–6⋅м²/с
• 1200 °C: 54,5 10^–6⋅м²/с

Коэффициент теплопроводности:

• 20 °C: 11,4 Вт/м · K
• 100 °C: 12,7 Вт/м · K
• 200 °C: 14,1 Вт/м · K
• 300 °C: 15,4 Вт/м · K
• 400 °C: 17,1 Вт/м · K
• 500 °C: 18,7 Вт/м · K
• 600 °C: 21,0 Вт/м · K
• 700 °C: 23,3 Вт/м · K
• 800 °C: 24,9 Вт/м · K
• 900 °C: 26,2 Вт/м · K
• 1000 °C: 28,0 Вт/м · K
• 1100 °C: 29,6 Вт/м · K

Динамический модуль упругости:

• 20 °C: 198 ГПа
• 100 °C: 194 ГПа
• 200 °C: 187 ГПа
• 300 °C: 179 ГПа
• 400 °C: 172 ГПа
• 500 °C: 165 ГПа
• 600 °C: 158 ГПа
• 700 °C: 151 ГПа
• 800 °C: 143 ГПа
• 900 °C: 136 ГПа
• 1000 °C: 129 ГПа

Модуль поперечной упругости:

• 20 °C: 76 ГПа
• 100 °C: 74 ГПа
• 200 °C: 71 ГПа
• 300 °C: 68 ГПа
• 400 °C: 65 ГПа
• 500 °C: 62 ГПа
• 600 °C: 59 ГПа
• 700 °C: 56 ГПа
• 800 °C: 53 ГПа
• 900 °C: 50 ГПа
• 1000 °C: 47 ГПа

Число Пуассона:

• 20 °C: 0,31
• 100 °C: 0,31
• 200 °C: 0,32
• 300 °C: 0,32
• 400 °C: 0,32
• 500 °C: 0,33
• 600 °C: 0,33
• 700 °C: 0,34
• 800 °C: 0,34
• 900 °C: 0,35
• 1000 °C: 0,36

Механические свойства листового проката, листов и лент в отжигаемом состоянии в соответствии с ASTM B409

• Предел пластичности: >276 МПа
• Прочность на разрыв: >621 МПа
• Удлинение: >30 %

Механические свойства поковок в соответствии с ASTM B564

• Предел пластичности: >276 МПа
• Прочность на разрыв: >621 МПа
• Удлинение: >30 %

Высокотемпературные прочностные свойства листов в пересыщенном состоянии:

• 20 °C:
  • Предел текучести: 328 МПа
  • Прочность при растяжении: 718 МПа
  • Относительное удлинение: 46,3 %
• 540 °C:
  • Предел текучести: 195 МПа
  • Прочность при растяжении: 552 МПа
  • Относительное удлинение: 53,6 %
• 650 °C:
  • Предел текучести: 186 МПа
  • Прочность при растяжении: 507 МПа
  • Относительное удлинение: 55,0 %
• 760 °C:
  • Предел текучести: 182 МПа
  • Прочность при растяжении: 396 МПа
  • Относительное удлинение: 48,0 %
• 870 °C:
  • Предел текучести: 170 МПа
  • Прочность при растяжении: 225 МПа
  • Относительное удлинение: 67,2 %
• 980 °C:
  • Предел текучести: 91 МПа
  • Прочность при растяжении: 118 МПа
  • Относительное удлинение: 74,7 %
• 1100 °C:
  • Предел текучести: 44 МПа
  • Прочность при растяжении: 61 МПа
  • Относительное удлинение: 56,1 %

Высокотемпературные прочные свойства плит в пересыщенном состоянии:

• 20 °C:
  • Предел текучести: 322 МПа
  • Прочность при растяжении: 719 МПа
  • Относительное удлинение: 49,8 %
  • Относительное сужение: 63,3 %
• 540 °C:
  • Предел текучести: 186 МПа
  • Прочность при растяжении: 554 МПа
  • Относительное удлинение: 58,7 %
  • Относительное сужение: 57,7 %
• 650 °C:
  • Предел текучести: 179 МПа
  • Прочность при растяжении: 503 МПа
  • Относительное удлинение: 55,4 %
  • Относительное сужение: 59,6 %
• 760 °C:
  • Предел текучести: 177 МПа
  • Прочность при растяжении: 412 МПа
  • Относительное удлинение: 51,6 %
  • Относительное сужение: 65,6 %

• 870 °C:
  • Предел текучести: 182 МПа
  • Прочность при растяжении: 247 МПа
  • Относительное удлинение: 71,1 %
  • Относительное сужение: 72,3 %
• 980 °C:
  • Предел текучести: 100 МПа
  • Прочность при растяжении: 128 МПа
  • Относительное удлинение: 83,6 %
  • Относительное сужение: 77,4 %
• 1100 °C:
  • Предел текучести: 51 МПа
  • Прочность при растяжении: 66 МПа
  • Относительное удлинение: 84,1 %
  • Относительное сужение: 69,4 %

• Термическая стабильность показана в виде изменения механических свойств после длительного нагрева при определенной температуре:

• Без отжига, после пересыщения:
  • Предел пластичности: 338 МПа
  • Прочность на разрыв: 745 МПа
  • Относительное удлинение: 48,5 %
  • Относительное сужение: 69 %
• После 50 000 ч при 650 °C
  • Предел текучести: 366 МПа
  • Прочность на разрыв: 779 МПа
  • Относительное удлинение: 23,2 %
  • Относительное сужение: 32,5 %
• После 50 000 ч при 760 °C
  • Предел текучести: 310 МПа
  • Прочность при растяжении: 688 МПа
  • Относительное удлинение: 14,8 %
  • Относительное сужение: 10,8 %
• После 50 000 ч при 870 °C
  • Предел текучести: 274 МПа
  • Прочность при растяжении: 650 МПа
  • Относительное удлинение: 20,1 %
  • Относительное сужение: 18,2 %

• Временная стойкость к 0,5% ползучести, плиты в пересыщенном состоянии:

• 650 °C, 1000 ч: 159 МПа
• 705 °C, 100 ч: 140 МПа
• 705 °C, 1000 ч: 97 МПа
• 760 °C, 10 ч: 133 МПа
• 760 °C, 100 ч: 100 МПа
• 760 °C, 1000 ч: 74 МПа
• 760 °C, 10000 ч: 55 МПа
• 815 °C, 10 ч: 95 МПа
• 815 °C, 100 ч: 72 МПа
• 815 °C, 1000 ч: 55 МПа
• 815 °C, 10000 ч: 39 МПа
• 870 °C, 10 ч: 72 МПа
• 870 °C, 100 ч: 58 МПа
• 870 °C, 1000 ч: 42 МПа
• 870 °C, 10000 ч: 28 МПа
• 930 °C, 10 ч: 55 МПа
• 930 °C, 100 ч: 41 МПа
• 930 °C, 1000 ч: 27 МПа
• 930 °C, 10000 ч: 17 МПа
• 980 °C, 10 ч: 40 МПа
• 980 °C, 100 ч: 26 МПа
• 980 °C, 1000 ч: 14 МПа
• 980 °C, 10000 ч: 7,6 МПа
• 1040 °C, 10 ч: 28 МПа
• 1040 °C, 100 ч: 16 МПа
• 1040 °C, 1000 ч: 7,6 МПа
• 1090 °C, 10 ч: 12 МПа
• 1090 °C, 100 ч: 6,2 МПа
• 1150 °C, 10 ч: 4,1 МПа
• 1150 °C, 100 ч: 2,1 МПа

• Разрывное напряжение для листов в пересыщенном состоянии:

• 650 °C, 10 ч: 469 МПа
• 650 °C, 100 ч: 372 МПа
• 650 °C, 1000 ч: 241 МПа
• 650 °C, 10000 ч: 159 МПа
• 705 °C, 100 ч: 310 МПа
• 705 °C, 1000 ч: 221 МПа
• 705 °C, 100 ч: 150 МПа
• 705 °C, 1000 ч: 103 МПа
• 760 °C, 10 ч: 207 МПа
• 760 °C, 100 ч: 148 МПа
• 760 °C, 1000 ч: 105 МПа
• 760 °C, 10000 ч: 76 МПа
• 815 °C, 10 ч: 150 МПа
• 815 °C, 100 ч: 105 МПа
• 815 °C, 1000 ч: 76 МПа
• 815 °C, 10000 ч: 54 МПа
• 870 °C, 10 ч: 97 МПа
• 870 °C, 100 ч: 74 МПа
• 870 °C, 1000 ч: 53 МПа
• 870 °C, 10000 ч: 34 МПа
• 930 °C, 10 ч: 77 МПа
• 930 °C, 100 ч: 54 МПа
• 930 °C, 1000 ч: 35 МПа
• 930 °C, 10000 ч: 21 МПа
• 980 °C, 10 ч: 54 МПа
• 980 °C, 100 ч: 34 МПа
• 980 °C, 1000 ч: 21 МПа
• 980 °C, 10000 ч: 12 МПа
• 1040 °C, 10 ч: 38 МПа
• 1040 °C, 100 ч: 23 МПа
• 1040 °C, 1000 ч: 12 МПа
• 1040 °C, 10000 ч: 6,7 МПа
• 1090 °C, 100 ч: 14 МПа
• 1090 °C, 1000 ч: 7,6 МПа
• 1090 °C, 10000 ч: 4,1 МПа
• 1150 °C, 100 ч: 8,3 МПа
• 1150 °C, 1000 ч: 4,1 МПа
• 1150 °C, 10000 ч: 2,1 МПа

Устойчивость к коррозии

Высокотемпературное окисление - Очень хорошая стойкость до 1100 °C.

Результаты испытаний статического окисления продолжительностью 1008 часов:

• 870 °C:
  • Потеря металла: <0,01 мм
  • Средняя проникающая способность металла: 0,02 мм
• 980 °C:
  • Потеря металла: 0,01 мм
  • Средняя проникающая способность металла: 0,05 мм
• 1095 °C:
  • Потеря металла: 0,03 мм
  • Средняя проникающая способность металла: 0,11 мм
• 1150 °C:
  • Потеря металла: 0,2 мм
  • Средняя проникающая способность металла: 0,26 мм

Результаты испытаний в горячей водяной паре:

• 870 °C, 10 % H₂O, 1008 ч:
  • Потеря металла: 0,002 мм
  • Средняя прокалка металла: 0,017 мм
• 870 °C, 20 % H₂O, 1008 ч:
  • Потеря металла: 0,001 мм
  • Средняя проникающая способность металла: 0,007 мм
• 760 °C, 20 % H₂O, 4320 ч:
  • Потеря металла: 0,003 мм
  • Средняя прокалка металла: 0,013 мм

Высокотемпературная цементация  — хорошая стойкость к температуре 980 °C.

Высокотемпературная цементация — хорошая стойкость к температуре 1095 °C.

Высокотемпературное сульфидирование — хорошая стойкость к температуре 1095 °C.

Прирост массы (мг/см²) в зависимости от времени воздействия сульфидирующей среды - H₂+7%CO+1,5%H₂+0,6%H₂S при температуре 700°C:

• 200 ч: 2,3 мг/см²
• 400 ч: 4,2 мг/см²
• 600 ч: 5,9 мг/см²
• 800 ч: 6,0 мг/см²
• 1000 ч: 6,1 мг/см²

Пламенная коррозия, возникающая в газовых турбинах – очень хорошая стойкость. После испытаний при температуре 900 °C в течение 500 часов с содержанием 1 % серы в топливе потеря металла составила всего 0,02 мм, а средняя проникающая способность металла составила всего 0,13 мм.

Термическая обработка, пластическая обработка и механическая обработка

Стандартные рекомендуемые параметры эксплуатации и термообработки:

• Перегрев: 1175-1230°C; охлаждение водой

Хорошая свариваемость ручными и автоматическими методами, за исключением сварки закрытым дугой, которая увеличивает риск образования трещин. Термическая обработка после сварки, как правило, не требуется.

Из вышеперечисленных марок стали мы поставляем:

• Бесшовные трубы по ASTM B407-22/ASME SB407-23
• Прутки, проволока, поковки по ASTM B 462 / ASME SB-461; ASTM B 564 / ASME SB-564; ASTM B 574 / ASME SB 574; DIN 17752, DIN 17753, DIN 17754
• Прутки из никелевых сплавов по ASTM B408-22/ASME SB408-23
• Листы, листы, ленты по ASTM B409-22/ASME SB409-23
• Поковки из никелевых сплавов по ASTM B564-19/ASME SB564-23