Сплав ALLOY 230, 2.4733, N06230, HAYNES® 230 ALLOY - никелевый сплав

ALLOY 230, 2.4733, N06230, HAYNES® 230 ALLOY - НИКЕЛЕВЫЙ СПЛАВ ПО ASTM B166, DIN 17750 I IN.

Alloy 230, 2.4733, N06230, Haynes® 230 – описание

Alloy 230 (N06230) — это сплав никеля, хрома и вольфрама с добавлением лантана, редкоземельного элемента. Он отличается жаропрочностью, термической стабильностью, устойчивостью к окислению и азотированию. Кроме того, он хорошо сваривается и достаточно легко поддается обработке.

Применение

Газовые турбины, нефтехимическая промышленность, производство азотной кислоты.

 

Haynes® 230 — физические и механические свойства

Физические свойства при комнатной температуре:

• Плотность: 8,97 г/см³
• Температура плавления: 1301-1371 °C

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

• 100 °C: 11,8 мкм/м⋅K
• 200 °C: 12,4 мкм/м⋅K
• 300 °C: 12,8 мкм/м⋅K
• 400 °C: 13,2 мкм/м⋅K
• 500 °C: 13,6 мкм/м⋅K
• 600 °C: 14,1 мкм/м⋅K
• 700 °C: 14,7 мкм/м⋅K
• 800 °C: 15,2 мкм/м⋅K
• 900 °C: 15,7 мкм/м⋅K
• 1000 °C: 16,1 мкм/м⋅K

Электрическое сопротивление:

• 20 °C: 1,25 мОм·м
• 100 °C: 1,258 мОм·м
• 200 °C: 1,265 мОм·м
• 300 °C: 1,273 мОм·м
• 400 °C: 1,284 мОм·м
• 500 °C: 1,302 мОм·м
• 600 °C: 1,312 мОм·м
• 700 °C: 1,307 мОм·м
• 800 °C: 1,291 мОм·м
• 900 °C: 1,271 мОм·м
• 1000 °C: 1,25 мОм·м

Коэффициент выравнивания температур:

• 20 °C: 2,4 10^–6⋅м²/с
• 100 °C: 2,7 10^–6⋅м²/с
• 200 °C: 3,0 10^–6⋅m²/с
• 300 °C: 3,3 10^–6⋅м²/с
• 400 °C: 3,6 10^–6⋅м²/с
• 500 °C: 3,9 10^–6⋅м²/с
• 600 °C: 4,2 10^–6⋅м²/с
• 700 °C: 4,3 10^–6⋅м²/с
• 800 °C: 4,3 10^–6⋅м²/с
• 900 °C: 4,4 10⁻²⁴ м²/с
• 1000 °C: 4,8 10^–6⋅м²/с

Коэффициент теплопроводности:

• 20 °C: 8,9 Вт/м · K
• 100 °C: 10,4 Вт/м · K
• 200 °C: 12,4 Вт/м · K
• 300 °C: 14,4 Вт/м · K
• 400 °C: 16,4 Вт/м · K
• 500 °C: 18,4 Вт/м · K
• 600 °C: 20,4 Вт/м · K
• 700 °C: 22,4 Вт/м · K
• 800 °C: 24,4 Вт/м · K
• 900 °C: 26,4 Вт/м · K
• 1000 °C: 28,4 Вт/м · K

Удельная теплоемкость:

• 20 °C: 397 Дж/кг⋅К
• 100 °C: 419 Дж/кг⋅К
• 200 °C: 435 Дж/кг⋅К
• 300 °C: 448 Дж/кг⋅К
• 400 °C: 465 Дж/кг⋅К
• 500 °C: 473 Дж/кг⋅К
• 600 °C: 486 Дж/кг⋅К
• 700 °C: 574 Дж/кг⋅К
• 800 °C: 595 Дж/кг⋅К
• 900 °C: 609 Дж/кг⋅К
• 1000 °C: 617 Дж/кг⋅К

Модуль продольной упругости:

• 20 °C: 209 ГПа
• 100 °C: 207 ГПа
• 200 °C: 200 ГПа
• 300 °C: 193 ГПа
• 400 °C: 186 ГПа
• 500 °C: 181 ГПа
• 600 °C: 175 ГПа
• 700 °C: 168 ГПа
• 800 °C: 159 ГПа
• 900 °C: 150 ГПа
• 1000 °C: 141 ГПа

Модуль продольной упругости:

• 20 °C: 79 ГПа
• 100 °C: 79 ГПа
• 200 °C: 76 ГПа
• 300 °C: 73 ГПа
• 400 °C: 70 ГПа
• 500 °C: 67 ГПа
• 600 °C: 64 ГПа
• 700 °C: 61 ГПа
• 800 °C: 57 ГПа
• 900 °C: 52 ГПа
• 1000 °C: 48 ГПа

Число Пуассона:

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

Прочностные характеристики плит из сплава 2.4733 после термообработки, обозначенной как F76 в DIN 17750:2021:

• Предел пластичности: >310 МПа
• Прочность на разрыв: >750 МПа
• Удлинение: >35 %

Прочностные характеристики листов из сплава Haynes® 230 по данным производителя:

• 20 °C:
  • Предел текучести: 417 МПа
  • Прочность при растяжении: 837 МПа
  • Относительное удлинение: 47,3 %
• 540 °C:
  • Предел текучести: 294 МПа
  • Прочность при растяжении: 690 МПа
  • Относительное удлинение: 51,7 %
• 650 °C:
  • Предел текучести: 291 МПа
  • Прочность при растяжении: 666 МПа
  • Относительное удлинение: 56,9 %
• 760 °C:
  • Предел текучести: 311 МПа
  • Прочность при растяжении: 538 МПа
  • Относительное удлинение: 59,5 %
• 870 °C: 318 МПа
  • Предел текучести: 236 МПа
  • Прочность при растяжении: 308 МПа
  • Относительное удлинение: 74,2 %
• 980 °C:
  • Предел текучести: 123 МПа
  • Прочность при растяжении: 169 МПа
  • Относительное удлинение: 54,1 %
• 1090 °C:
  • Предел текучести: 69 МПа
  • Прочность при растяжении: 90 МПа
  • Относительное удлинение: 37 %

Прочностные характеристики плит из сплава Haynes® 230 по данным производителя:

• 20 °C:
  • Предел текучести: 383 МПа
  • Прочность при растяжении: 852 МПа
  • Относительное удлинение: 46,0 %
• 540 °C:
  • Предел текучести: 263 МПа
  • Прочность при растяжении: 706 МПа
  • Относительное удлинение: 53,2 %
• 650 °C:
  • Предел текучести: 267 МПа
  • Прочность при растяжении: 677 МПа
  • Относительное удлинение: 53,0 %
• 760 °C:
  • Предел текучести: 260 МПа
  • Прочность при растяжении: 533 МПа
  • Относительное удлинение: 68,0 %
• 870 °C: 318 МПа
  • Предел текучести: 234 МПа
  • Прочность при растяжении: 311 МПа
  • Относительное удлинение: 94,0 %
• 980 °C:
  • Предел текучести: 166 МПа
  • Прочность при растяжении: 168 МПа
  • Относительное удлинение: 91,2 %
• 1090 °C:
  • Предел текучести: 63 МПа
  • Прочность при растяжении: 91 МПа
  • Относительное удлинение: 92,1 %

• Стойкость к ползучести для листа Haynes® 230 — нагрузка, необходимая для создания деформации 0,5 % при данной температуре и в течение определенного времени:

• 650 °C, 100 ч: 214 МПа
• 705 °C, 10 ч: 200 МПа
• 705 °C, 100 ч: 145 МПа
• 705 °C, 1000 ч: 100 МПа
• 760 °C, 10 ч: 132 МПа
• 760 °C, 100 ч: 94 МПа
• 760 °C, 1000 ч: 66 МПа
• 760 °C, 10 000 ч: 50 МПа
• 815 °C, 10 ч: 98 МПа
• 815 °C, 100 ч: 71 МПа
• 815 °C, 1000 ч: 52 МПа
• 815 °C, 10 000 ч: 37 МПа
• 870 °C, 10 ч: 78 МПа
• 870 °C, 100 ч: 56 МПа
• 870 °C, 1000 ч: 39 МПа
• 870 °C, 10 000 ч: 28 МПа
• 925 °C, 10 ч: 53 МПа
• 925 °C, 100 ч: 38 МПа
• 925 °C, 1000 ч: 26 МПа
• 925 °C, 10 000 ч: 17 МПа
• 980 °C, 10 ч: 48 МПа
• 980 °C, 100 ч: 25 МПа
• 980 °C, 1000 ч: 12 МПа
• 980 °C, 10 000 ч: 5,9 МПа
• 1040 °C, 100 ч: 12 МПа
• 1040 °C, 1000 ч: 5,5 МПа

• Разрывное напряжение листа Haynes® 230 в зависимости от температуры и продолжительности напряжения:

• 650 °C, 100 ч: 352 МПа
• 650 °C, 1000 ч: 248 МПа
• 650 °C, 10 000 ч: 193 МПа
• 705 °C, 10 ч: 324 МПа
• 705 °C, 100 ч: 234 МПа
• 705 °C, 1000 ч: 179 МПа
• 705 °C, 10 000 ч: 134 МПа
• 760 °C, 10 ч: 221 МПа
• 760 °C, 100 ч: 169 МПа
• 760 °C, 1000 ч: 125 МПа
• 760 °C, 10 000 ч: 91 МПа
• 815 °C, 10 ч: 161 МПа
• 815 °C, 100 ч: 121 МПа
• 815 °C, 1000 ч: 86 МПа
• 815 °C, 10 000 ч: 58 МПа
• 870 °C, 10 ч: 117 МПа
• 870 °C, 100 ч: 86 МПа
• 870 °C, 1000 ч: 57 МПа
• 870 °C, 10 000 ч: 39 МПа
• 925 °C, 10 ч: 83 МПа
• 925 °C, 100 ч: 55 МПа
• 925 °C, 1000 ч: 35 МПа
• 925 °C, 10 000 ч: 22 МПа
• 980 °C, 10 ч: 69 МПа
• 980 °C, 100 ч: 37 МПа
• 980 °C, 1000 ч: 18 МПа
• 980 °C, 10 000 ч: 8,3 МПа
• 1040 °C, 100 ч: 21 МПа
• 1040 °C, 1000 ч: 10 МПа

• Термическая стабильность — сплав 230 сохраняет отличную пластичность, несмотря на длительное воздействие переходных температур 650-870 °C, снижающих прочность многих других суперсплавов. Это видно по сохраняющейся высокой ударной вязкости, несмотря на воздействие этих температур.

• Без воздействия высокой температуры: 54 Дж
• 650 °C, 8000 ч: 31,4 Дж
• 650 °C, 20 000 ч: 28,9 Дж
• 650 °C, 50 000 ч: 25,8 Дж
• 760 °C, 8000 ч: 18,7 Дж
• 760 °C, 20 000 ч: 18,8 Дж
• 760 °C, 50 000 ч: 20,7 Дж
• 870 °C, 8000 ч: 21,6 Дж
• 870 °C, 20 000 ч: 19,5 Дж
• 870 °C, 50 000 ч: 14,8 Дж

Устойчивость к коррозии

Alloy 20 обладает наилучшей стойкостью к окислению среди всех сплавов, образующих защитную хромовую окалину, особенно к высокотемпературному циклическому окислению. Очень хорошая стойкость к азотированию.

Окисление — очень хорошая устойчивость, что подтверждается следующими данными:

Результаты испытаний статического окисления продолжительностью 1008 часов:

• 980 °C:
  • Потеря металла: 0,0075 мм
  • Средняя проникающая способность металла: 0,018 мм
• 1095 °C:
  • Потеря металла: 0,013 мм
  • Максимальная глубина проникновения в металл: 0,067 мм
• 1150 °C:
  • Потеря металла: 0,058 мм
  • Максимальная глубина проникновения в металл: 0,067 мм
• 1205 °C:
  • Потеря металла: 0,11 мм
  • Максимальная глубина проникновения в металл: 0,067 мм

Сплав демонстрирует очень высокую стойкость к циклическому окислению с циклами нагрева и охлаждения, более соответствующими реальным условиям, существующим на перерабатывающих предприятиях. На основании испытаний оценивается, что в среде с температурой 1095 °C и циклами продолжительностью 25 часов скорость коррозии составляет 0,71 мм/год. Для 168-часовых циклов скорость составляет 0,28 мм/год. В этих испытаниях лучшим оказался только сплав 214 с высоким содержанием алюминия.

Результаты испытаний устойчивости к динамическому окислению в потоке высокоскоростных выхлопных газов. Температура образцов циклически понижалась до 260 °C один раз в 30 минут:

• 500 ч, 1090 °C:
  • Потеря металла: 0,056 мм
  • Максимальная глубина проникновения в металл: 0,15 мм
• 1000 ч, 980 °C
  • Потеря металла: 0,02 мм
  • Максимальная глубина проникновения в металл: 0,089 мм

Результаты полевого испытания продолжительностью 3000 часов. Образцы содержались в трубе, обогреваемой природным газом, при температуре 1010 °C:

• Потеря металла: 0,028 мм
• Максимальная глубина проникновения в металл: 0,1 мм
• Скорость коррозии: 0,3 мм

Высокотемпературное цементация — хорошая стойкость. 24-часовое испытание в Ar-5H₂-5CO-5CH₄ при температуре 1090 °C показало поглощение углерода на уровне 10,3 мг/см².

Нитрирование при высокой температуре — очень хорошая стойкость, что подтверждается результатами сравнительных испытаний, приведенных ниже. В каждом случае сплав Alloy 230 подвергался воздействию аммиака в течение 168 часов.

• 650 °C
  • Поглощение азота: 0,7 мг/см²
  • Глубина проникновения азотидов: 0,03 мм
• 980 °C
  • Поглощение азота: 1,4 мг/см²
  • Глубина проникновения азотидов: 0,12 мм
• 1090 °C
  • Поглощение азота: 1,5 мг/см²
  • Глубина проникновения азотидов: 0,39 мм

Сварка

Сплав Alloy 230 обладает хорошей свариваемостью. Предварительный подогрев и термообработка после сварки не требуются. Температура между сварными швами должна поддерживаться ниже 100 °C.

Выбор сварочных материалов для сплава Alloy 230

• Изолированные электроды: ENiCrWMo-1
• Сварочная проволока: ERNiCrWMo-1 (Haynes® 230-W™)

Термическая обработка, пластическая обработка и механическая обработка

Рекомендуемые параметры эксплуатации и термообработки:

• Перегрев: 1177-1246 °C; охлаждение водой
• Рекристаллизационный отжиг: <1165°C

Сплав Alloy 230 может подвергаться холодной и горячей обработке. Во время обработки деталь может быть подвергнута рекристаллизационному отжигу при температуре ниже 1165 °C. После обработки деталь должна быть подвергнута пересыщению при температуре 1177-1246 °C, обычно 1230 °C. Охлаждение в воде.

 

Из вышеперечисленных марок стали мы поставляем:

• Прутки, проволока, поковки по AMS 5891, ASTM B 572 / ASME SB-572, ASTM B 472, ASTM B 564 / ASME SB-564
• Листы, ленты и пластины по AMS 5878, ASTM B 435 / ASME SB-435, DIN 17750
• Сварные трубы по ASTM B 619 / ASME SB-619, ASTM B 626 / ASME SB-626
• Бесшовные трубы по ASTM B 622 / ASME SB-62