Alloy 625 / Inconel® 625 / 2.4856 / UNS N06625 / Haynes® 625 – stop niklu NiCr22Mo9Nb
Alloy 625 (UNS N06625, 2.4856, PN-EN 10095:2002 NiCr22Mo9Nb, Inconel® 625, Nicrofer B6020, NA21, Haynes® 625, Sanicro 60, NCF625) jest wysokostopowym materiałem na osnowie niklu, zawierającym około 21–22% chromu, 9% molibdenu oraz 3,5–4% niobu z tantalem.
Materiały dostępne w Alfa-Tech – Alloy 625 / Inconel 625 / 2.4856 / UNS N06625
Pręty Alloy 625 / Inconel 625 / 2.4856 / NiCr22Mo9Nb – okrągłe / sześciokątne, gorącowalcowane / łuszczone / ciągnionePłaskowniki Alloy 625 / Inconel 625 / 2.4856 / UNS N06625Pręty kute Alloy 625 / Inconel 625 / 2.4856 / UNS N06625 / NiCr22Mo9NbOdkuwki Alloy 625 / Inconel 625 / 2.4856 / UNS N06625 – swobodne, kostki i wały kuteRury Alloy 625 / Inconel 625 / 2.4856 / UNS N06625 – gorącowalcowane / zimnociągnioneBlachy Alloy 625 / Inconel 625 / 2.4856 / UNS N06625 – gorącowalcowane / zimnowalcowane+48 63 2610519kontakt@alfa-tech.com.pl
Skład chemiczny Alloy 625 – porównanie norm i oznaczeń UNS N06625, 2.4856, NiCr22Mo9Nb, Nicrofer B6020, NA21, Haynes 625, Sanicro 60, NCF625
| Skład chemiczny % | |||||||||||
| Gatunek stali | Norma | C | Mn | Si | P | S | Cu | Cr | Ni | Mo | Inne |
| Alloy 625 / N06625 / Inconel 625 | ASTM, UNS | max 0,1 | max 0,5 | max 0,5 | max 0,015 | max 0,015 | max 0,5 | 20,0-23,0 | Reszta | 8,0-10,0 | Nb+Ta 3,15-4,15 |
| 2.4856 / NiCr22Mo9Nb | EN 10095:1999 | 0,03-0,10 | max 0,5 | max 0,5 | max 0,02 | max 0,015 | max 0,5 | 20,0-23,0 | min 58,0 | 8,0-10,0 | Nb+Ta 3,15-4,15, |
| NiCr22Mo9Nb | ISO 12153:2022 | max 0,1 | max 0,5 | max 0,5 | max 0,02 | max 0,015 | max 0,5 | 20,0-23,0 | min 58,0 | 8,0-10,0 | Nb+Ta 3,15-4,15, Ta 0,63-0,83, ET max 0,5 |
| Nicrofer B6020 | ThyssenKrupp | max 0,1 | max 0,5 | max 0,5 | max 0,02 | max 0,015 | max 0,5 | 20,0-23,0 | min 58,0 | 8,0-10,0 | Nb+Ta 3,15-4,15, Ni:Ni+Co, ET max 0,5 |
| NA21 | BS 3075 | max 0,1 | max 0,5 | max 0,5 | max 0,02 | max 0,015 | max 0,5 | 20,0-23,0 | min 58,0 | 8,0-10,0 | Nb+Ta 3,15-4,15, Ni:Ni+Co, ET max 0,5 |
| Haynes 625 | Haynes | max 0,1 | max 0,5 | max 0,5 | – | – | max 0,5 | 21,0 | Reszta | 9,00 | Mo 9,0, Nb 3,7, Nb:Nb+Ta |
| NCF625 | KS | max 0,1 | max 0,5 | max 0,5 | max 0,015 | max 0,015 | max 0,5 | 20,0-23,0 | min 58,0 | 8,0-10,0 | Nb+Ta 3,15-4,15 |
| Sanicro 60 | SS | max 0,1 | max 0,5 | max 0,5 | max 0,015 | max 0,015 | max 0,5 | 20,0-23,0 | min 58,0 | 8,0-10,0 | Mo 8,0-10,0, Nb+Ta 3,15-4,15 |
| NS111 / 0Cr20Ni32Ti | GB/T | max 0,10 | max 1,50 | max 1,00 | max 0,030 | max 0,015 | max 0,75 | 19,0-23,0 | 30,0-35,0 | Ti 0,15-0,60, Al 0,15-0,60, Fe reszta | |
| |||||||||||
W tabeli składu chemicznego występują kolejno: C, Mn, Si, P, S, Cu, Cr, Ni, Mo i kolumna „Inne”. Oznaczenie Nb może obejmować niob i tantal (Nb+Ta), zależnie od specyfikacji.
Wpływ pierwiastków stopowych na właściwości Alloy 625
Nikiel (Ni) jest podstawowym składnikiem stopu. Tworzy stabilną osnowę austenityczną o strukturze regularnej ściennie centrowanej (FCC). Zapewnia wysoką ciągliwość, odporność na wiele środowisk korozyjnych oraz dobre właściwości w temperaturach kriogenicznych.Chrom (Cr) odpowiada przede wszystkim za powstawanie ochronnej warstwy tlenkowej na powierzchni materiału. Zwiększa odporność na utlenianie wysokotemperaturowe i korozję w wielu środowiskach utleniających.Molibden (Mo) istotnie podnosi odporność na korozję wżerową oraz korozję szczelinową . Wpływa również na umocnienie roztworowe stopu i zachowanie jego właściwości wytrzymałościowych.Niob (Nb) zwiększa wytrzymałość materiału przez umocnienie roztworowe. Oddziałuje także na przemiany mikrostrukturalne i zachowanie stopu podczas długotrwałej ekspozycji cieplnej. W warunkach sprzyjających wydzielaniu faz bogatych w niob może dochodzić do zmian twardości i plastyczności.
Oznaczenia, odpowiedniki i nazwy handlowe Alloy 625
W obrocie spotyka się oznaczenia normowe, nazwy handlowe i oznaczenia historyczne. Nie wszystkie stanowią dosłowne odpowiedniki normowe; przed zakupem należy porównać wymagania specyfikacji i stan dostawy.
| Alloy 625 – oznaczenia i nazwy handlowe | ||
| System oznaczania / producent | Gatunek, numer materiału lub nazwa handlowa | Znaczenie oznaczenia |
| Nazwa ogólna | Alloy 625, Nickel Alloy 625 | Określenie ogólne używane niezależnie od nazwy handlowej. |
| UNS | N06625 | Numer UNS identyfikujący skład stopu w systemie amerykańskim. |
| EN – numer materiału | 2.4856 | Europejski numer materiałowy stosowany w dokumentacji EN/DIN. |
| EN – oznaczenie chemiczne | NiCr22Mo9Nb | Symboliczny zapis głównych pierwiastków stopowych. |
| Special Metals | Inconel® alloy 625 | INCONEL to zastrzeżona marka handlowa, nie odrębna norma materiałowa. |
| VDM Metals | VDM® Alloy 625, Nicrofer 6020 hMo | Oznaczenia producenta mogą mieć własne warunki dostawy i stany materiału. |
| BS 3075 | NA21 | Historyczne brytyjskie oznaczenie stopu. |
| AFNOR | NC22DNb | Francuskie oznaczenie spotykane w dokumentacji. |
| ISO – oznaczenie spotykane w dokumentacji | NC22DNb | Przy sprawdzaniu odpowiedników należy porównać specyfikację wyrobu. |
| Jak interpretować tabelę: Oznaczenia UNS i EN opisują identyfikację stopu, natomiast Inconel® i Nicrofer są nazwami handlowymi. Zgodność oznaczenia nie oznacza jeszcze zgodności postaci wyrobu, stanu dostawy ani wymagań odbiorczych. | ||
Nazwy handlowe i normowe służą identyfikacji stopu, lecz same w sobie nie gwarantują identycznych właściwości wszystkich wyrobów.Inconel® 625 jest oznaczeniem handlowym Special Metals. Przykładem innego oznaczenia jest VDM® Alloy 625 (Nicrofer 6020 hMo). Nazwę handlową należy odróżnić od oznaczenia składu i normy wyrobu.
Właściwości fizyczne Alloy 625 / 2.4856
Alloy 625 charakteryzuje się stosunkowo dużą gęstością, niewielką przewodnością cieplną w porównaniu ze stalami niestopowymi, wysoką rezystywnością elektryczną oraz korzystną stabilnością właściwości w szerokim zakresie temperatur.
| Alloy 625 – podstawowe właściwości fizyczne | ||
| Właściwość fizyczna i oznaczenie | Wartość typowa / orientacyjna | Znaczenie i warunki interpretacji parametru |
| Gęstość | 8,44–8,47 g/cm³ | Masa objętościowa; stosowana przy obliczaniu masy prętów, blach i elementów. Do szacowania masy półwyrobów należy dodatkowo uwzględnić ich rzeczywiste wymiary i tolerancje. |
| Temperatura solidus | ok. 1290°C | Przybliżona temperatura początku topnienia; nie oznacza temperatury dopuszczalnej pracy. |
| Temperatura likwidus | ok. 1350°C | Przybliżona temperatura całkowitego stopienia stopu, zależna od składu. |
| Moduł sprężystości wzdłużnej E | ok. 207–209 GPa | Parametr określający sztywność sprężystą w temperaturze pokojowej. |
| Przewodność cieplna w temperaturze pokojowej | ok. 9,8 W/(m·K) | Wartość dla temperatury pokojowej; istotna w obliczeniach wymiany ciepła. Nie należy porównywać tej wielkości z przewodnością całego elementu bez uwzględnienia jego geometrii. |
| Ciepło właściwe w temperaturze pokojowej | ok. 410 J/(kg·K) | Ilość energii potrzebna do ogrzania jednostki masy stopu o jeden kelwin. Przy obliczaniu czasu nagrzewania warto uwzględniać zmianę ciepła właściwego wraz z temperaturą. |
| Rezystywność elektryczna | ok. 1,29 μΩ·m | Oporność właściwa materiału na przepływ prądu elektrycznego. |
| Średni współczynnik rozszerzalności liniowej (ok. 21–538°C) | ok. 14,0 × 10⁻⁶/K | Średnia wartość dla wskazanego przedziału temperatur, nie wartość w jednym punkcie. |
| Właściwości magnetyczne | Praktycznie niemagnetyczny w stanie wyżarzonym | Cecha stanu materiału i warunków pomiaru; nie powinna zastępować specyfikacji magnetycznej. |
| Jak interpretować tabelę: Podane wielkości są orientacyjne i opisują różne zjawiska fizyczne. Gęstość służy do obliczania masy, przewodność cieplna i ciepło właściwe do analizy nagrzewania, a współczynnik rozszerzalności do wyznaczania zmian wymiarów przy zmianie temperatury. | ||
Wartości dotyczą określonych stanów stopu i nie są automatycznie gwarantowanymi wymaganiami odbiorczymi.Dane fizyczne są wartościami orientacyjnymi z kart producentów Special Metals i VDM Metals. Niewielkie różnice wynikają między innymi ze składu konkretnej odmiany, stanu dostawy oraz warunków pomiaru.
Przewodność cieplna i rozszerzalność Alloy 625
Dane orientacyjne dla Alloy 625 w poszczególnych zakresach temperatur. Wartości współczynnika rozszerzalności stanowią średnią w podanym przedziale; przewodność cieplna rośnie wraz ze wzrostem temperatury.
Średni współczynnik rozszerzalności cieplnej
| Alloy 625 – średnia rozszerzalność liniowa | ||
| Zakres temperatur badania [°C] | Średni współczynnik rozszerzalności α [µm/(m·K)] | Znaczenie w projektowaniu |
| 24-540°C | 14,0 μm/(m*K) | Przyrost wymiaru przy nagrzewaniu od temperatury odniesienia do 540°C. Współczynnik jest uśredniony na tym przedziale; nie jest współczynnikiem lokalnym przy 540°C. |
| 24-870°C | 15,8 μm/(m*K) | Średnia z szerszego zakresu do 870°C; przy analizie dylatacji istotny jest cały zakres temperatur. Szerszy zakres obejmuje większą zmianę temperatury i może dawać inny wynik przy obliczaniu dylatacji. |
| Jak interpretować tabelę: Współczynnik α jest wartością średnią od temperatury odniesienia do temperatury końcowej, a nie wartością chwilową. Przy wyznaczaniu wydłużenia elementu należy uwzględnić cały zakres temperatur jego pracy. | ||
Podano wartości średnie po przedziale temperatur. Nie należy interpretować ich jako chwilowego współczynnika α w temperaturze końcowej.
Przewodność cieplna w zależności od temperatury
| Alloy 625 – przewodność cieplna a temperatura | ||
| Temperatura materiału | Przewodność cieplna λ [W/(m·K)] | Znaczenie dla transportu ciepła |
| W temperaturze pokojowej | 9,8 W/(m*K) | Punkt odniesienia dla porównań materiałowych. Wartość stanowi punkt odniesienia dla temperatury około 20°C; nie należy jej stosować bez korekty do pracy w piecu. |
| 540°C | 17,5 W/(m*K) | W wyższej temperaturze ciepło przepływa przez stop sprawniej niż w temperaturze pokojowej. Wartość odpowiada warunkom wysokotemperaturowym, lecz ocena przepływu ciepła wymaga jeszcze geometrii i warunków brzegowych. |
| 870°C | 22,8 W/(m*K) | Dane przydatne do projektowania wymienników ciepła i osłon termicznych. Parametr materiałowy jest wyższy niż w temperaturze pokojowej, ale nie określa samodzielnie szybkości nagrzewania urządzenia. |
| Jak interpretować tabelę: Przewodność cieplna stopu wzrasta wraz z temperaturą. Podane wartości odnoszą się do samego materiału, a nie do współczynnika przenikania ciepła przez całą przegrodę lub wymiennik. | ||
Wartości przewodności cieplnej są orientacyjne; nie należy ich mylić ze współczynnikiem przenikania ciepła całego urządzenia.
Właściwości mechaniczne Alloy 625 – Rm, Rp0,2, wydłużenie i twardość
Właściwości mechaniczne Alloy 625 zależą od postaci wyrobu, stanu obróbki cieplnej, wielkości przekroju oraz temperatury badania.Materiał może być dostarczany w stanie wyżarzonym lub przesyconym. W stanie wyżarzonym często uzyskuje wyższą wytrzymałość w temperaturze pokojowej, natomiast odpowiednio przeprowadzona obróbka rozpuszczająca pozwala uzyskać strukturę korzystną dla wielu zastosowań wysokotemperaturowych.
Właściwości mechaniczne w temperaturze pokojowej
Przykładowe minimalne właściwości dla różnych postaci wyrobów według zestawienia VDM Metals / VdTÜV 499:
| Minimalne właściwości mechaniczne Alloy 625 – temperatura pokojowa | ||||
| Postać wyrobu i ograniczenie wymiarowe | Granica plastyczności Rp0,2 min. [MPa] | Wytrzymałość na rozciąganie Rm min. [MPa] | Wydłużenie względne A min. [%] | Objaśnienie dla odbioru materiału |
| Taśmy i blachy do 7 mm | 400 | 830 | 30 | Dane odnoszą się do stosunkowo cienkich wyrobów. Wymagane minimum Rm wynosi w tym zestawieniu 830 MPa. |
| Blachy do 50 mm | 380 | 760 | 35 | Grubszy wyrób ma inny zestaw minimalnych parametrów niż cienkie taśmy i blachy. |
| Odkuwki poniżej 160 mm | 380 | 760 | 30 | Wymagania odnoszą się do odkuwek z określonego przedziału wymiarowego. |
| Odkuwki od 160 mm | 330 | 730 | 35 | Większy przekrój odkuwki wiąże się w tym zestawieniu z niższym wymaganym minimum Rp0,2 i Rm. |
| Jak interpretować tabelę: Dla porównanych stanów i wymiarów wymagane minima Rm, Rp0,2 i A różnią się. Wybierając półwyrób, trzeba odnosić wartości do konkretnej normy, zakresu wymiarów i stanu obróbki, a nie traktować jednej liczby jako obowiązującej dla całego Alloy 625. | ||||
Wartości z przytoczonego zestawienia VDM/VdTÜV dotyczą określonych postaci i warunków. Nie należy traktować ich jako minimów uniwersalnych dla wszystkich norm i stanów dostawy.Rm – wytrzymałość na rozciąganie; Rp0,2 – umowna granica plastyczności przy odkształceniu trwałym 0,2%; A – wydłużenie względne po zerwaniu.Wartości zależą od normy, stanu materiału i wymiarów. Przy odbiorze dostawy podstawą oceny powinny być wymagania właściwej specyfikacji oraz wyniki przedstawione w świadectwie odbioru.
Twardość Alloy 625
Twardość stopu Alloy 625 zależy od stanu dostawy i historii odkształcenia plastycznego. Według zestawień Special Metals dla określonych prętów i blach można spotkać wartości około 145–220 HB w stanie wyżarzonym oraz około 116–194 HB po przesycaniu.W wyniku obróbki plastycznej na zimno materiał ulega umocnieniu zgniotowemu, co zwiększa twardość i wytrzymałość, ale jednocześnie może ograniczać plastyczność.Nie należy przyjmować pojedynczej wartości twardości jako obowiązującej dla wszystkich wyrobów ze stopu N06625.
Wytrzymałość Alloy 625 w podwyższonych temperaturach
Alloy 625 może pracować w warunkach wysokiej temperatury, jednak jego właściwości mechaniczne zmieniają się wraz z jej wzrostem. Szczególnie ważne są wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, odporność na pełzanie oraz wytrzymałość czasowa .Poniższe zestawienie przedstawia dane według VDM Metals / VdTÜV 499. Wartości powyżej 500°C mają charakter typowy, a nie minimalny gwarantowany.
| Alloy 625 – właściwości mechaniczne w podwyższonej temperaturze | |||
| Temperatura badania materiału [°C] | Granica plastyczności Rp0,2 [MPa] | Wytrzymałość na rozciąganie Rm [MPa] | Interpretacja dla konstruktora |
| 20 | 330 | 730 | Wartości referencyjne w temperaturze otoczenia. |
| 400 | 260 | 540 | Rozgrzewanie zmienia właściwości materiału względem stanu w 20°C. |
| 600 | 255 | 640 | Granica plastyczności i Rm nie muszą zmniejszać się w takim samym tempie. |
| 700 | 240 | 610 | Wartości mechaniczne nadal nie stanowią dopuszczalnych naprężeń projektowych. |
| 800 | 215 | 450 | W długotrwałej pracy należy dodatkowo uwzględnić pełzanie i czas obciążenia. |
| 900 | 190 | 250 | Wysoka temperatura znacznie ogranicza nośność w porównaniu z temperaturą pokojową. |
| Jak interpretować tabelę: Porównywane dane pokazują wpływ temperatury na chwilową granicę plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie. Wzrost temperatury nie daje prostego, liniowego spadku każdego parametru; przy długim czasie pracy należy dodatkowo analizować pełzanie. | |||
Wartości podano za przytoczonym zestawieniem VDM/VdTÜV; dane dla podwyższonych temperatur nie są uniwersalnymi minimami gwarantowanymi.Wartości nie są dopuszczalnymi naprężeniami projektowymi. Dobór elementów pracujących pod obciążeniem w wysokich temperaturach wymaga uwzględnienia odpowiedniego kodu konstrukcyjnego oraz warunków rzeczywistej eksploatacji.
Odporność na pełzanie i wytrzymałość czasowa Alloy 625
Pełzanie jest procesem stopniowego odkształcenia materiału pod wpływem długotrwałego obciążenia, szczególnie istotnym w wysokiej temperaturze.W przypadku stopu Alloy 625 należy rozróżnić chwilowe właściwości wytrzymałościowe od parametrów określających jego zachowanie podczas wieloletniej pracy.Dla stopu VDM Alloy 625 Grade 2 producent podaje przykładowe wartości wytrzymałości na zerwanie pełzaniowe w zależności od temperatury i czasu badania.
| Alloy 625 Grade 2 – wytrzymałość na zerwanie podczas pełzania | |||
| Temperatura długotrwałego obciążenia [°C] | Naprężenie dla 10 000 h [MPa] | Naprężenie dla 100 000 h [MPa] | Jak odczytywać wyniki |
| 650 | 275 | 190 | Porównanie dla dwóch czasów obciążenia przy 650°C. |
| 700 | 170 | 110 | Wydłużenie czasu z 10 000 do 100 000 godzin obniża poziom naprężenia. |
| 800 | 57 | 34 | W temperaturze 800°C odporność na zerwanie przy pełzaniu jest znacznie niższa. |
| 900 | 14 | 6 | W 900°C nawet niewielkie naprężenia wymagają oceny według właściwego kodu. |
| Jak interpretować tabelę: W kolumnach podano naprężenia odpowiadające zerwaniu po określonym czasie w danej temperaturze dla opisywanego stanu Alloy 625 Grade 2. Nie są to dopuszczalne naprężenia projektowe ani gwarancja trwałości konkretnego elementu. | |||
To parametry wytrzymałości czasowej na zerwanie, a nie wartości dopuszczalnych naprężeń konstrukcyjnych.Są to orientacyjne wartości wytrzymałości czasowej na zerwanie przy pełzaniu, a nie dopuszczalne naprężenia konstrukcyjne. Dane dotyczą określonego stanu materiału i nie powinny być automatycznie przenoszone na inne odmiany oraz postacie wyrobów.
Udarność i zachowanie Alloy 625 w temperaturach kriogenicznych
Stop Alloy 625 zachowuje wysoką ciągliwość w bardzo niskich temperaturach, co wynika między innymi ze stabilności struktury austenitycznej.W karcie VDM Metals podano dla określonego wyrobu średnią udarność Charpy’ego z karbem V około 100 J w temperaturze pokojowej.W publikacjach Special Metals występują również wyniki badań próbek o odmiennej geometrii, w tym próbek typu Charpy keyhole, badanych w temperaturach kriogenicznych.Wyników badań uzyskanych dla różnych rodzajów karbu nie należy utożsamiać. W szczególności wartości z próbki keyhole nie są bezpośrednio równoważne wynikom KV2 dla standardowej próbki z karbem V.
Odporność na korozję Alloy 625 / Inconel 625
Jedną z najważniejszych właściwości stopu Alloy 625 jest wysoka odporność na korozję w wielu agresywnych środowiskach. Połączenie niklu, chromu i molibdenu zapewnia odporność na korozję ogólną i miejscową, a także wysoką odporność na chlorkowe pękanie korozyjne naprężeniowe.Zakres odporności zależy jednak od temperatury, stężenia substancji chemicznych, napowietrzenia, zanieczyszczeń oraz czasu ekspozycji.
Odporność na wodę morską i chlorki
Alloy 625 charakteryzuje się bardzo dobrą odpornością na wodę morską i liczne środowiska zawierające chlorki. Dzięki temu jest wykorzystywany w instalacjach offshore, urządzeniach morskich, rurociągach, elementach pomp oraz aparaturze pracującej w kontakcie z zasolonymi mediami.Wysoka zawartość molibdenu znacząco zwiększa odporność na korozję miejscową, natomiast nikiel sprzyja odporności na chlorkowe pękanie korozyjne naprężeniowe.Nie oznacza to jednak całkowitej odporności na korozję w każdych warunkach. Szczeliny konstrukcyjne, osady, stagnacja medium oraz podwyższona temperatura mogą zwiększać ryzyko lokalnego uszkodzenia powierzchni.Więcej informacji na ten temat przedstawiono w artykuleKorozja w środowiskach chlorkowych – odporność stali nierdzewnych i stopów niklu .
Odporność na korozję wżerową i szczelinową – CPT, CCT i PREN
Odporność materiałów na korozję miejscową można porównywać między innymi na podstawie krytycznej temperatury korozji wżerowej CPT oraz krytycznej temperatury korozji szczelinowej CCT.Według danych VDM Metals dla Alloy 625 Grade 1, w określonym badaniu w 10-procentowym roztworze FeCl3 ·6H2 O uzyskano:
- CPT – około 75°C
- CCT – około 55°C
- PREN – około 51 według wzoru przyjętego w zestawieniu VDM
Wyniki te dotyczą konkretnego testu i nie stanowią dopuszczalnych temperatur eksploatacji. Wartości CPT i CCT otrzymywane innymi metodami, na przykład według poszczególnych procedur ASTM G48, mogą się różnić.Szczegółowe omówienie metod i porównań materiałowych znajduje się w artykułachCPT – krytyczna temperatura korozji wżerowej ,CCT – krytyczna temperatura korozji szczelinowej orazPREN – wskaźnik odporności na korozję wżerową .
Odporność na kwas solny HCl
Stop Alloy 625 może wykazywać dobrą odporność na kwas solny w określonych warunkach, lecz nie należy traktować go jako materiału uniwersalnie odpornego na wszystkie roztwory HCl.Szybkość korozji zależy przede wszystkim od stężenia kwasu, temperatury, obecności tlenu oraz innych składników środowiska.W niektórych gorących roztworach kwasu solnego szybkość korozji może osiągać wartości przekraczające 1 mm/rok. Są to wielkości wymagające szczegółowej oceny przy projektowaniu aparatury chemicznej.W szczególnie agresywnych środowiskach kwasu solnego korzystniejsze mogą okazać się wybrane wysoko molibdenowe stopy niklu, takie jak Alloy C-276, zależnie od warunków pracy.
Odporność na kwas siarkowy H2SO4
Alloy 625 wykazuje korzystną odporność na wiele roztworów kwasu siarkowego, jednak wrażliwość na temperaturę i stężenie jest bardzo istotna.W gorących, silnie stężonych roztworach H2 SO4 szybkość korozji może znacząco wzrosnąć.Dobór stopu do instalacji kwasu siarkowego powinien uwzględniać również obecność zanieczyszczeń, potencjał utleniający środowiska i możliwość okresowych zmian parametrów procesu.
Odporność na kwas fosforowy H3PO4
Alloy 625 jest stosowany w aparaturze przemysłu chemicznego, w tym w wybranych instalacjach związanych z wytwarzaniem i przetwarzaniem kwasu fosforowego.Stop charakteryzuje się dobrą odpornością w wielu warunkach, jednak w przypadku kwasu fosforowego o dużym stężeniu i podwyższonej temperaturze konieczne jest uwzględnienie szybkości korozji oraz wpływu zanieczyszczeń procesowych.
Odporność na kwas azotowy HNO3
Obecność chromu zapewnia odporność na wiele środowisk utleniających, w tym określone roztwory kwasu azotowego.Nie oznacza to jednak bezwarunkowej odporności na bardzo gorący lub wysoko stężony kwas azotowy. W takich zastosowaniach należy porównać Alloy 625 z materiałami zaprojektowanymi specjalnie do silnie utleniających środowisk.
Odporność na kwasy organiczne i środowiska alkaliczne
Alloy 625 wykazuje dobrą odporność na wiele kwasów organicznych, w tym kwas octowy i mrówkowy, a także na liczne roztwory alkaliczne.Materiał jest wykorzystywany w aparaturze procesowej, zbiornikach i instalacjach, w których konieczna jest odporność na kilka różnych czynników chemicznych.Ocena trwałości wymaga znajomości rzeczywistego składu medium i parametrów pracy. Nawet niewielka zawartość agresywnych zanieczyszczeń może istotnie zmienić zachowanie materiału.
Odporność na utlenianie i korozję wysokotemperaturową
Alloy 625 jest wykorzystywany nie tylko jako materiał odporny na korozję mokrą, ale również w urządzeniach pracujących w podwyższonej temperaturze.Chrom sprzyja tworzeniu warstwy ochronnej ograniczającej utlenianie powierzchni, natomiast nikiel oraz dodatki stopowe wpływają na właściwości mechaniczne w wysokiej temperaturze.Stop może być stosowany w układach wydechowych, rekuperatorach, kompensatorach, elementach instalacji energetycznych i konstrukcjach narażonych na gorące gazy.
Odporność na atmosfery nawęglające
Alloy 625 wykazuje odporność na niektóre atmosfery nawęglające, jednak jej poziom zależy od temperatury, aktywności węgla i składu gazów.Przy długotrwałej ekspozycji możliwe są zmiany mikrostrukturalne, wydzielanie węglików oraz pogorszenie wybranych właściwości materiału.
Odporność na atmosfery azotujące i chlorujące
Stop wykazuje dobrą odporność na niektóre środowiska gazowe zawierające związki azotu i chloru. W instalacjach przemysłowych znaczenie mają jednak temperatura, skład atmosfery, ciśnienie cząstkowe poszczególnych składników i czas pracy.W agresywnych atmosferach chlorujących o wysokiej temperaturze konieczna jest szczegółowa weryfikacja odporności. Nie należy zakładać, że wysoka odporność Alloy 625 na chlorki w roztworach wodnych oznacza identyczną odporność w gorących gazach zawierających chlor.
Maksymalna temperatura pracy Alloy 625
W materiałach producentów podawane są zastosowania stopu Alloy 625 w temperaturach sięgających około 980–1000°C, w zależności od stanu materiału i charakteru zastosowania.Nie oznacza to jednak, że każdy wyrób ze stopu 625 może bezpiecznie pracować w tej temperaturze.Dla elementów obciążonych mechanicznie temperaturę dopuszczalną ograniczają między innymi pełzanie, wytrzymałość czasowa oraz wymagania odpowiednich norm projektowych.W warunkach wysokotemperaturowych bardzo ważny jest również stan obróbki cieplnej, ponieważ materiał przeznaczony do pracy w środowiskach mokrych nie zawsze będzie optymalny do długotrwałego obciążenia w wysokiej temperaturze.
Obróbka cieplna Alloy 625 – wyżarzanie i przesycanie
Obróbka cieplna stopu Alloy 625 służy przede wszystkim uzyskaniu odpowiedniej mikrostruktury, właściwości mechanicznych i odporności korozyjnej.W dokumentacji VDM Metals wyróżnia się dwa podstawowe stany materiału: Grade 1 oraz Grade 2.
| Obróbka cieplna Alloy 625 – dobór stanu materiału | ||
| Proces i stan materiału | Temperatura obróbki [°C] | Typowe przeznaczenie i znaczenie technologiczne |
| Wyżarzanie zmiękczające – Grade 1 | 950–1050°C | Stan przeznaczony przede wszystkim do wielu zastosowań korozyjnych w środowiskach mokrych Stosowane między innymi przy doborze materiału do środowisk korozyjnych w fazie ciekłej; stan wymaga weryfikacji względem specyfikacji wyrobu. |
| Przesycanie / wyżarzanie rozpuszczające – Grade 2 | 1080–1160°C | Stan wykorzystywany między innymi do zastosowań wysokotemperaturowych i wymagających odporności na pełzanie Stan rozważany w zastosowaniach wysokotemperaturowych, zwłaszcza przy ocenie zachowania materiału przy długotrwałym obciążeniu. |
| Jak interpretować tabelę: Wyżarzanie Grade 1 i przesycanie Grade 2 prowadzą do odmiennych stanów strukturalnych. Temperaturę, czas i sposób chłodzenia dobiera się do postaci wyrobu oraz warunków przyszłej pracy, a nie wyłącznie na podstawie nazwy stopu. | ||
Podane przedziały są orientacyjne. Czas wygrzewania i chłodzenie należy dobrać do wymiaru, stanu wyjściowego i wymagań specyfikacji.Dobór temperatury, czasu wygrzewania i szybkości chłodzenia zależy od grubości elementu, postaci wyrobu oraz wymaganej struktury.Po odpowiednim wyżarzaniu lub przesycaniu stosuje się chłodzenie dostosowane do wymagań technologicznych, zwykle z dążeniem do uniknięcia niekorzystnych wydzieleń podczas przechodzenia przez krytyczne zakresy temperatur.
Czy Alloy 625 można utwardzać wydzieleniowo?
Alloy 625 jest przede wszystkim stopem umacnianym roztworowo, dlatego nie stosuje się dla niego typowego cyklu starzenia charakterystycznego dla stopów Alloy 718 lub Alloy 725.Długotrwałe wygrzewanie w określonych zakresach temperatur może jednak powodować powstawanie wydzieleń, między innymi faz bogatych w niob. Zjawiska te mogą zwiększać twardość i wytrzymałość, ale także ograniczać plastyczność i zmieniać odporność korozyjną.Z tego powodu nie należy utożsamiać przypadkowego utwardzenia podczas ekspozycji cieplnej z kontrolowanym procesem technologicznym zapewniającym określone właściwości.
Obróbka plastyczna i kucie Alloy 625
Stop Alloy 625 może być poddawany obróbce plastycznej na gorąco i na zimno. Ze względu na wysoką wytrzymałość i skłonność do umacniania zgniotowego wymaga jednak odpowiedniego doboru parametrów technologicznych.
Kucie na gorąco
Kucie Alloy 625 prowadzi się w zakresie temperatur określonym przez technologię producenta półwyrobu. Wysoka temperatura początkowa umożliwia uzyskanie odpowiedniej plastyczności, natomiast zbyt niska temperatura końcowa może zwiększyć opór odkształcenia i ryzyko niejednorodności strukturalnej.Według zaleceń producentów górne temperatury obróbki na gorąco znajdują się w pobliżu 1150–1175°C, ale dokładny zakres należy dostosować do procesu, przekroju i wymaganego stanu końcowego.Podczas kucia należy unikać przegrzewania materiału, nadmiernego wychłodzenia oraz nierównomiernych odkształceń.
Obróbka plastyczna na zimno
Alloy 625 wykazuje znaczną skłonność do umacniania zgniotowego. Podczas walcowania, gięcia, tłoczenia i innych procesów obróbki na zimno rośnie jego wytrzymałość oraz twardość.Duże odkształcenia mogą wymagać wyżarzania międzyoperacyjnego, aby przywrócić odpowiednią plastyczność przed kolejnymi etapami kształtowania.
Spawanie Alloy 625 / Inconel 625
Alloy 625 jest stopem o dobrej spawalności. Może być spawany wieloma metodami stosowanymi do stopów niklu, w tym TIG, MIG oraz metodami z użyciem elektrod otulonych.Materiał jest również powszechnie wykorzystywany do napawania warstw odpornych na korozję na podłożach wykonanych z innych stali i stopów.
Materiały dodatkowe do spawania Alloy 625
| Alloy 625 – materiały dodatkowe do spawania | ||
| Materiał dodatkowy | Norma / oznaczenie | Charakter zastosowania |
| ERNiCrMo-3 | AWS A5.14 | Druty i pręty spawalnicze TIG/MIG Materiał dodatkowy w postaci drutu lub pręta, np. do TIG/MIG; dobór zależy od procedury WPS. |
| ENiCrMo-3 | AWS A5.11 | Elektrody otulone Elektroda otulona, używana w odpowiednim procesie spawania łukowego; dobór na podstawie wymaganych właściwości złącza. |
| VDM FM 625 | Materiał dodatkowy producenta | Spawanie i napawanie stopów Ni-Cr-Mo |
| Jak interpretować tabelę: Oznaczenie materiału dodatkowego trzeba zestawić z metodą spawania, doborem metali łączonych i środowiskiem pracy połączenia. Ta sama rodzina chemiczna nie oznacza identycznej postaci produktu: elektroda otulona i drut są stosowane w innych procesach. | ||
Dobór spoiwa zależy od metody spawania, materiałów łączonych i środowiska pracy połączenia.Podczas spawania szczególne znaczenie mają czystość powierzchni, właściwa osłona gazowa, dobór parametrów oraz ograniczanie zanieczyszczeń mogących pogorszyć odporność korozyjną spoiny.W typowych zastosowaniach wyżarzonego Alloy 625 podgrzewanie wstępne i obróbka cieplna po spawaniu nie są zasadniczo wymagane. Ostateczne wymagania zależą jednak od konstrukcji, grubości materiału, procesu spawania i właściwych przepisów.
Obróbka skrawaniem Alloy 625
Alloy 625 jest materiałem trudniejszym w obróbce skrawaniem niż wiele standardowych stali nierdzewnych.Wynika to przede wszystkim z dużej wytrzymałości, małej przewodności cieplnej i silnej skłonności do umacniania zgniotowego.Podczas toczenia, frezowania i wiercenia zaleca się stosowanie odpowiednio dobranych narzędzi, stabilnego mocowania przedmiotu oraz skutecznego chłodzenia.Należy unikać długotrwałego tarcia narzędzia po powierzchni bez efektywnego skrawania, ponieważ prowadzi to do dodatkowego umocnienia warstwy wierzchniej i przyspieszonego zużycia ostrza.
Polerowanie, powłoki i napawanie Alloy 625
Stop Alloy 625 można obrabiać mechanicznie i elektrochemicznie w celu uzyskania wymaganej jakości powierzchni. W wybranych instalacjach stosuje się również napawanie stopem 625 elementów stalowych, aby połączyć wytrzymałość podłoża z odpornością korozyjną warstwy wierzchniej. Przed doborem technologii powłoki należy uwzględnić wymagania dotyczące przyczepności, szczelności, środowiska pracy i procedury odbioru.
Normy materiałowe i specyfikacje Alloy 625 / UNS N06625
Stop Alloy 625 jest objęty licznymi normami określającymi skład chemiczny, właściwości mechaniczne oraz wymagania dla poszczególnych postaci wyrobów.
| Alloy 625 – zestawienie przykładowych norm wyrobowych | ||
| Norma materiałowa / wyrobowa | Postać lub rodzaj wyrobu | Dodatkowe wyjaśnienie zakresu |
| EN 10095 | Stale i stopy niklu żaroodporne | Wymagania dla określonych materiałów żaroodpornych; wydanie należy potwierdzić. |
| ASTM B446 / ASME SB446 | Pręty i półwyroby prętowe | Pręty o określonych warunkach dostawy i własnościach. |
| ASTM B443 / ASME SB443 | Blachy, płyty i taśmy | Blachy oraz taśmy z odpowiednimi wymaganiami odbiorczymi. |
| ASTM B444 / ASME SB444 | Rury bezszwowe | Rury bezszwowe zgodne z zakresem specyfikacji. |
| ASTM B704 | Rury spawane typu tubing | Wyroby rurowe spawane typu tubing. |
| ASTM B705 | Rury spawane typu pipe | Wyroby rurowe spawane typu pipe. |
| ASTM B564 / ASME SB564 | Odkuwki | Odkuwki oraz warunki ich dostawy. |
| ASTM B366 / ASME SB366 | Łączniki i kształtki rurowe | Kształtki przeznaczone do instalacji rurowych. |
| AMS 5666 | Wybrane wyroby dla przemysłu lotniczego | Norma lotnicza dotycząca określonych postaci i stanów. |
| AMS 5599 | Wybrane blachy i taśmy dla przemysłu lotniczego | Norma lotnicza dotycząca określonych blach lub taśm. |
| Jak interpretować tabelę: Normy ASTM, ASME i AMS regulują konkretne postacie wyrobów oraz wymagania odbiorcze. Sam numer UNS N06625 określa rodzinę składu stopu i nie zastępuje wskazania właściwej normy wyrobu w zamówieniu. | ||
Oznaczenia ASTM, ASME i AMS są specyfikacjami wyrobów, a nie odrębnymi gatunkami stopu.W zastosowaniach związanych z przemysłem naftowym i gazowym mogą obowiązywać również wymagania ISO 15156 / NACE MR0175 dotyczące materiałów eksploatowanych w środowiskach zawierających siarkowodór.Sama zgodność składu chemicznego z UNS N06625 nie oznacza automatycznie zgodności ze wszystkimi wymaganiami dotyczącymi zastosowań w środowiskach H2 S.Więcej informacji o europejskiej specyfikacji materiałowej znajduje się w artykulePN-EN 10095 – stale i stopy niklu żaroodporne .
Zastosowanie Alloy 625 w przemyśle
Ze względu na połączenie odporności korozyjnej, wytrzymałości mechanicznej i dobrej spawalności Alloy 625 znajduje zastosowanie w wielu wymagających gałęziach przemysłu.
Przemysł chemiczny i petrochemiczny
- reaktory i aparatura chemiczna
- zbiorniki i przewody procesowe
- wymienniki ciepła
- instalacje kwasów i agresywnych mediów
- armatura i elementy instalacji technologicznych
- kolumny absorpcyjne oraz urządzenia oczyszczania gazów
Przemysł morski i offshore
- rurociągi wody morskiej
- elementy instalacji wydobywczych
- części pomp i armatury
- elementy połączeń i konstrukcji narażonych na chlorki
- urządzenia pracujące w wodzie morskiej i środowiskach zasolonych
Energetyka i instalacje wysokotemperaturowe
- rekuperatory i wymienniki ciepła
- kompensatory wysokotemperaturowe
- przewody gorących gazów
- elementy instalacji oczyszczania spalin
- napoiny ochronne elementów energetycznych
- elementy urządzeń narażonych na utlenianie i korozję wysokotemperaturową
Lotnictwo i przemysł kosmiczny
- elementy układów wydechowych silników
- przewody i osłony wysokotemperaturowe
- kompensatory i elementy cienkościenne
- części narażone na cykliczne zmiany temperatury
- wybrane elementy silników i instalacji pomocniczych
Alloy 625 a inne stopy niklu – porównanie
Alloy 625 bywa porównywany z innymi stopami niklu, jednak różnice w składzie chemicznym i sposobie umacniania powodują, że poszczególne materiały są przeznaczone do różnych warunków pracy.
| Porównanie Alloy 625 z innymi stopami niklu | ||
| Stop niklu | Główne cechy materiałowe i sposób umacniania | Kiedy rozważa się ten gatunek |
| Alloy 625 | Wysoka odporność na korozję i dobra wytrzymałość; umacnianie roztworowe | Gdy potrzebne jest połączenie odporności chemicznej i wytrzymałości. |
| Alloy 718 | Bardzo wysoka wytrzymałość uzyskiwana przez utwardzanie wydzieleniowe | Gdy priorytetem jest bardzo wysoka wytrzymałość po starzeniu. |
| Alloy 725 | Stop utwardzany wydzieleniowo, łączący wysoką wytrzymałość z odpornością korozyjną | Gdy wymagane są wysoka wytrzymałość i odporność korozyjna. |
| Alloy 825 | Stop niklowo-żelazowo-chromowy przeznaczony głównie do określonych zastosowań korozyjnych | W wielu środowiskach procesowych, przy innych wymaganiach mechanicznych. |
| Alloy C-276 | Wysoka odporność na liczne silnie agresywne środowiska chemiczne, w tym wybrane kwasy redukujące | Przy wybranych bardzo agresywnych mediach, m.in. kwasach redukujących. |
| Alloy C-22 | Bardzo wysoka odporność na korozję w wielu środowiskach utleniających i mieszanych | Przy wymagającej korozji chemicznej, także w środowiskach utleniających. |
| Jak interpretować tabelę: Zestawienie służy do wstępnego wyboru rodzaju stopu niklu. Nie oznacza zamienności materiałów; decyzja zależy od środowiska korozyjnego, temperatury, wymagań wytrzymałościowych i dostępnego stanu materiału. | ||
Tabela służy orientacyjnemu porównaniu rodzin stopów. Nie zastępuje oceny korozji i parametrów mechanicznych dla konkretnego zastosowania.Dobór pomiędzy poszczególnymi stopami powinien uwzględniać temperaturę, rodzaj środowiska korozyjnego, wymagania mechaniczne, czas pracy oraz dostępność odpowiedniej postaci materiału.
Formy dostawy Alloy 625 / 2.4856 / N06625
Alloy 625 występuje w wielu postaciach hutniczych przeznaczonych do dalszej obróbki mechanicznej, plastycznej oraz do produkcji gotowych elementów konstrukcyjnych.Typowe formy materiału obejmują:
- pręty okrągłe i płaskowniki
- blachy i płyty
- taśmy i folie
- rury bezszwowe i spawane
- odkuwki swobodnie kute i matrycowe
- pierścienie i tuleje kute
- druty i półwyroby do dalszej obróbki
- elementy wykonywane według dokumentacji technicznej
Dostępność poszczególnych form, wymiarów i stanów materiału zależy od możliwości producentów i warunków zamówienia.
Najczęściej zadawane pytania – Alloy 625 / Inconel 625
Czy Alloy 625 i Inconel 625 to ten sam materiał?
Tak. Nazwa Alloy 625 odnosi się do stopu niklu UNS N06625 / 2.4856. Inconel® 625 jest nazwą handlową stosowaną przez Special Metals.
Czy Alloy 625 jest stalą nierdzewną?
Nie. Alloy 625 jest stopem na osnowie niklu, a nie żelaza. Mimo wysokiej odporności na korozję nie należy klasyfikować go jako stali nierdzewnej.
Jaką twardość ma Alloy 625?
W zależności od postaci i stanu obróbki cieplnej twardość może wynosić orientacyjnie około 116–220 HB. Dokładną wartość należy odnosić do konkretnej specyfikacji i świadectwa odbioru.
Czy Alloy 625 można spawać?
Tak. Stop charakteryzuje się dobrą spawalnością. Do jego spawania stosuje się między innymi materiały dodatkowe ERNiCrMo-3 i ENiCrMo-3.
Czy Alloy 625 nadaje się do pracy w wodzie morskiej?
Tak. Jest często stosowany w instalacjach morskich i offshore. Wysoka odporność na chlorki nie wyklucza jednak ryzyka korozji szczelinowej w szczególnie agresywnych warunkach.
Do jakiej temperatury może pracować Alloy 625?
W wybranych zastosowaniach wysokotemperaturowych producenci wskazują możliwość stosowania stopu w temperaturach dochodzących do około 980–1000°C. Dopuszczalna temperatura konkretnego elementu zależy od czasu pracy, naprężeń, środowiska oraz wymagań projektowych.
Czy Alloy 625 można hartować i odpuszczać?
Nie stosuje się klasycznego hartowania i odpuszczania w sposób charakterystyczny dla stali ulepszanych cieplnie. Podstawowymi procesami obróbki cieplnej są wyżarzanie i przesycanie, a właściwości materiału mogą być także zmieniane przez odkształcenie plastyczne.
Czym różni się Alloy 625 od Alloy 718?
Alloy 625 jest stopem umacnianym przede wszystkim roztworowo i cenionym za odporność korozyjną. Alloy 718 jest nadstopem utwardzanym wydzieleniowo, stosowanym szczególnie tam, gdzie wymagana jest bardzo wysoka wytrzymałość mechaniczna.