Сплав ALLOY C4, UNS N06455, 2.4610, HASTELLOY® C-4 - никелевый сплав

 Сплав ALLOY C4, UNS N06455, 2.4610, HASTELLOY® C-4 - НИКЕЛЕВЫЙ СПЛАВ ПО DIN 17744:2019 И ASME SB366-21

Сплав C4, 2.4610, Hastelloy® C-4 – описание

Alloy C4 — это не содержащий вольфрама низкоуглеродистый и низкокремниевый сплав никеля, хрома и молибдена с добавлением титана, стабилизирующего остаточные углеродные остатки. Он характеризуется самой высокой среди всех сплавов Ni-Cr-Mo стабильностью при высоких температурах, превосходной стойкостью к агрессивным водным средам и хорошими сварочными свойствами. Его можно считать более стабильным и лучше свариваемым вариантом сплава Alloy C-276.

Термическая стабильность и свариваемость — сплав Alloy C4 сохраняет хорошую пластичность и коррозионную стойкость после длительного старения в диапазоне температур от 650 до 1040 °C. Он устойчив вдоль границ зерен в зонах воздействия тепла сварки и подходит для большинства применений в химических процессах без дополнительной термообработки после сварки. Обладает превосходной стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением и к окисляющим средам при температурах до 1040 °C.

Применение

Alloy C-4 в основном используется в химической промышленности.

Alloy C4, Hastelloy® C-4 — физические и механические свойства

Физические свойства при комнатной температуре:

• Плотность: 8,64 г/см³

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

• 93 °C: 10,8 мкм/м⋅K
• 205 °C: 11,9 мкм/м⋅K
• 315 °C: 12,6 мкм/м⋅K
• 425 °C: 13,0 мкм/м⋅K
• 540 °C: 13,3 мкм/м⋅K
• 650 °C: 13,5 мкм/м⋅K
• 760 °C: 14,4 мкм/м⋅K
• 870 °C: 14,9 мкм/м⋅K
• 980 °C: 15,7 мкм/м⋅K

Удельная теплоемкость при повышенной температуре:

• 0 °C: 406 Дж/кг⋅К
• 100 °C: 426 Дж/кг⋅К
• 200 °C: 448 Дж/кг⋅К
• 300 °C: 465 Дж/кг⋅К
• 400 °C: 477 Дж/кг⋅К
• 500 °C: 490 Дж/кг⋅К
• 600 °C: 502 Дж/кг⋅К

Коэффициент выравнивания температур при повышенной температуре:

• 20 °C: 2,8 10^–6⋅м²/с
• 100 °C: 3,1 10^–6⋅м²/с
• 200 °C: 3,3 10^–6⋅m²/с
• 300 °C: 3,7 10^–6⋅м²/с
• 400 °C: 4,0 10^–6⋅м²/с
• 500 °C: 4,3 10^–6⋅м²/с
• 600 °C: 4,7 10^–6⋅м²/с

Коэффициент теплопроводности при повышенной температуре:

• 20 °C: 10,0 Вт/м · K
• 100 °C: 11,4 Вт/м · K
• 200 °C: 13,2 Вт/м · K
• 300 °C: 14,9 Вт/м · K
• 400 °C: 16,6 Вт/м · K
• 500 °C: 18,4 Вт/м · K
• 600 °C: 20,4 Вт/м · K

Электрическое сопротивление при повышенной температуре:

• 20 °C: 1,25 мОм·м
• 200 °C: 1,26 мОм·м
• 400 °C: 1,28 мОм·м
• 600 °C: 1,32 мОм·м

Модуль удлинительной упругости при повышенной температуре для отжигаемых при температуре 1065 °C и охлаждаемых в воде пластин толщиной 12,7 мм из сплава Hastelloy® C-4:

• 93 °C: 10,0 ГПа
• 205 °C: 11,4 ГПа
• 315 °C: 13,2 ГПа
• 425 °C: 14,9 ГПа
• 540 °C: 16,6 ГПа
• 650 °C: 18,4 ГПа
• 760 °C: 20,4 ГПа
• 870 °C: 18,4 ГПа
• 980 °C: 20,4 ГПа

Прочностные характеристики прутков из сплава Alloy C4 после термообработки, обозначенной как F69 в DIN 17752:2019:

• Предел пластичности: >280 МПа
• Прочность на разрыв: >690 МПа
• Удлинение: >35 %
• Твердость HBW: <240

Прочностные характеристики плит и листов из сплава Alloy C4 после термообработки, обозначенной как F69 в DIN 17752:2019:

• D: <5 мм
  • Предел пластичности: >305 МПа
  • Прочность на разрыв: >690 МПа
  • Относительное удлинение: >40 %
  • Твердость по HBW: <240
• D: <5 мм
  • Предел пластичности: >280 МПа
  • Прочность на разрыв: >690 МПа
  • Относительное удлинение: >40 %
  • Твердость HBW: <240

Устойчивость к коррозии

Сплав C-4 характеризуется очень хорошей общей коррозионной стойкостью и хорошей стойкостью к точечной коррозии.

Высокотемпературное окисление — очень хорошая стойкость до 1040 °C.

Хлориды — очень хорошая стойкость. Сплав C-4 является одним из самых стойких к соляной кислоте (HCl) сплавов. Это ясно видно из приведенных ниже результатов испытаний на потерю веса после воздействия нагретой соляной кислоты:

• HCl 300 ч; 400 °C: 0,55 мг/см²
• HCl 1000 ч; 400 °C: 1,12 мг/см²
• HCl 100 ч; 500 °C: 2,09 мг/см²
• HCl 300 ч; 500 °C: 3,36 мг/см²
• HCl 1000 ч; 500 °C: 7,24 мг/см²
• HCl 100 ч; 600 °C: 7,31 мг/см²
• HCl 300 ч; 600 °C: 19,14 мг/см²
• HCl 96 ч; 700 °C: 34,9 мг/см²

Точечная коррозия в хлоридной среде — хорошая стойкость. Критическая температура появления точечной коррозии в 6% растворе FeCl₃ при 24-часовом испытании составляет 37,5°C. Для 20,4% раствора MgCl₂ эта температура составляет 230°C.

Скорость коррозии в конкретных коррозионных средах:

• Уксусная кислота (CH₃COOH) 99%, кипящая: 0 мм/год;
• Хлорид железа (FeCl₃) 10%, кипение: 3,5 мм/год;
• Муравьиная кислота (CH₂O₂) 88%, кипящая: 0,05 мм/год;
• Соляная кислота (HCl) 1%, кипящая: 0,625 мм/год;
• ^ 1,5%, кипение: 1,6 мм/год;
• ^ 2%, при температуре 90 °C: 0,775 мм/год;
• ^ 2%, кипение: 2,05 мм/год;
• ^ 2,5%, при температуре 90°C: 0,85 мм/год;
• ^ 2,5%, кипение: 1,1 мм/год;
• ^ 10%, кипение: 5,7 мм/год;
• ^ 5% + 42 г/л Fe₂(SO₄)₃, при температуре 66 °C: 0,075 мм/год;
• ^ 5% + 2% HF, при температуре 70°C: 0,85 мм/год;
• Фтористоводородная кислота (HF) 2%, при температуре 70°C: 0,425 мм/год;
• ^ 5%, при температуре 70 °C: 0,375 мм/год;
• Азотная кислота (HNO₃) 10%, кипящая: 0,175 мм/год;
• ^ 65%, кипение: 5,425 мм/год;
• ^ 5% + 6% HF, при температуре 60°C: 5,1 мм/год;
• ^ 5% + 25% H₂SO₄ + 4% NaCl, кипяток: 2,425 мм/год;
• ^ 5% + 1% HCl, кипяток: 0,275 мм/год;
• ^ 5% + 2,5% HCl, кипяток: 0,65 мм/год;
• ^ 9% + 15,8% HCl, при температуре 52°C: 2,85 мм/год;
• Серная кислота (H₂SO₄) 2%, при температуре 66°C: 0 мм/год;
• ^ 2%, кипение: 0,15 мм/год;
• ^ 5%, при температуре 79°C: 0,025 мм/год;
• ^ 5%, кипение: 0,4 мм/год;
• ^ 10%, кипение: 0,625 мм/год;
• ^ 20%, при температуре 66°C: 0,0125 мм/год;
• ^ 20%, при температуре 79°C: 0,05 мм/год;

• ^ 20%, кипение: 0,9 мм/год;
• ^ 30%, при температуре 66°C: 0,0125 мм/год;
• ^ 30%, при температуре 79°C: 0,075 мм/год;
• ^ 30%, кипение: 1,825 мм/год;
• ^ 40%, при температуре 38°C: 0,0125 мм/год;
• ^ 40%, при температуре 66°C: 0,225 мм/год;
• ^ 40%, при температуре 79°C: 0,375 мм/год;
• ^ 50%, при температуре 38°C: 0,0125 мм/год;
• ^ 50%, при температуре 66°C: 0,325 мм/год;
• ^ 50%, при температуре 79 °C: 0,625 мм/год;
• ^ 60%, при температуре 38°C: 0,025 мм/год;
• ^ 70%, при температуре 38°C: 0,05 мм/год;
• ^ 80%, при температуре 38°C: 0,0125 мм/год;
• ^ 5% + 0,1% HCl, кипящий: 1,225 мм/год;
• ^ 5% + 0,5% HCl, кипящий: 2,275 мм/год;
• ^ 10% + 1% HCl, при температуре 70°C: 0,6 мм/год;
• ^ 10% + 1% HCl, при температуре 90°C: 1,65 мм/год;
• ^ 10% + 1% HCl, кипяток: 4,8 мм/год;
• ^ 10% + 2% HF, кипение: 0,65 мм/год;
• ^ 25% + 200 ppm Cl^-, при температуре 70°C: 0,925 мм/год;
• ^ 25% + 200 ppm Cl^-, кипение: 4,55 мм/год;
• ^ 12% + 1,2% HCl + 1% FeCl₃ + 1% CuCl₂, кипение: 20,925 мм/год;
• ^ 23% + 1,2% HCl + 1% FeCl₃ + 1% CuCl₂, кипение: 53,875 мм/год;
• ^ 50% + 42 г/л Fe₂(SO₄)₃ (ASTM G 28A), кипение: 3,575 мм/год;

Сварка

Alloy C-4 устойчив к коррозии и закаливанию в зонах термического влияния сварного шва и подходит для большинства применений в химических процессах в состоянии после сварки.

Сварочная группа 43 (ISO 15608), номер пайки латунью 111 (ASME раздел IX).

Выбор сварочных материалов для сплава C-276

• Изолированные электроды: ENiCrMo-7
• Сварочная проволока: ERNiCrMo-7

Термическая обработка, пластическая обработка и механическая обработка

Рекомендуемые параметры эксплуатации и термообработки:

• Ковка: 1177-954 °C
• Отжиг для смягчения: 1065±14 °C; 30 мин; WQ

Ковка - сплав можно ковать в довольно узком диапазоне температур, начиная с 1177 °C и заканчивая 954 °C. Для достижения оптимальных результатов следует применять умеренные сокращения и часто нагревать деталь, иначе она может деформироваться.

Холодная обработка не снижает общую коррозионную стойкость, но может повлиять на стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением. Отжиг после обработки важен для достижения наилучшей коррозионной стойкости.

Отжиг заключается в нагревании до температуры 1065 °C и охлаждении в воде. Рекомендуется выдерживать при температуре отжига от 10 до 30 минут, при этом более толстые структуры требуют полных 30 минут. Отжиг необходим после горячей обработки и после холодной обработки, приводящей к удлинению внешних волокон не менее чем на 7%.

Термическая обработка после сварки для применения в агрессивных средах - Нагреть материал до 705 °C и поддерживать эту температуру в течение не менее 0,5 часа на толщине 25 мм. В случае сложных форм с неоднородной толщиной нагрев и охлаждение должны производиться со скоростью 111 °C в час. Формы с однородной толщиной могут потребовать более быстрого нагрева и охлаждения воздухом.

Из вышеперечисленных марок стали мы поставляем:

• Прутки, проволока, поковки по ASMT B 574, ASME SB-574, DIN 17752
• Листы, ленты и пластины по ASTM B 575, ASME SB-575 ,DIN 17750
• Сварные трубы по ASTM B 617, ASME SB-61
• Бесшовные трубы по ASTM B 622, ASME SB-622
• Сварные соединительные детали по ASTM B 366, ASME SB-366