Alloy C-22 / HASTELLOY® C-22 / INCONEL® Alloy 22 / 2.4602 / UNS N06022 – odporny na korozję stop niklu NiCr21Mo14W
Alloy C-22 (N06022, 2.4602, NiCr21Mo14W, HASTELLOY® C-22, INCONEL® alloy 22, VDM® Alloy 22) jest wysokostopowym materiałem na osnowie niklu, przeznaczonym przede wszystkim do aparatury pracującej w silnie korozyjnych środowiskach chemicznych. Zawiera zwykle około 21–22% chromu, 13–14% molibdenu i 3% wolframu. Szczególnie ważna jest odporność na korozję wżerową, szczelinową, międzykrystaliczną i korozyjne pękanie naprężeniowe w licznych środowiskach zawierających chlorki.
W przeciwieństwie do stopów niklu projektowanych głównie dla wysokiej temperatury, takich jak Alloy 617, zasadniczą przewagą C-22 jest szeroki zakres odporności na chemicznie agresywne roztwory, również wtedy, gdy warunki utleniające i redukujące zmieniają się w trakcie procesu. Jest to istotne w aparaturze, w której jeden materiał ma kontakt z mieszaninami kwasów, zanieczyszczeniami chlorkowymi lub utleniającymi solami metali.
Materiały dostępne w Alfa-Tech – Alloy C-22 / Inconel Alloy 22 / Hastelloy C-22 / 2.4602 / UNS N06022
Pręty Alloy C-22, INCONEL® Alloy 22, HASTELLOY® C-22, 2.4602, NiCr21Mo14W, UNS N06022 – okrągłe, walcowane i ciągnionePłaskowniki Alloy C-22, INCONEL® Alloy 22, HASTELLOY® C-22, 2.4602, NiCr21Mo14W, UNS N06022Pręty kute Alloy C-22, INCONEL® Alloy 22, HASTELLOY® C-22, 2.4602, NiCr21Mo14W, N06022 – okrągłe, kwadratowe, płaskieOdkuwki Alloy C-22, INCONEL® Alloy 22, HASTELLOY® C-22, 2.4602, NiCr21Mo14W, UNS N06022Rury Alloy C-22, INCONEL® Alloy 22, HASTELLOY® C-22, 2.4602, NiCr21Mo14W, N06022 – bezszwowe lub spawaneBlachy, płyty i taśmy Alloy C-22, INCONEL® Alloy 22, HASTELLOY® C-22, 2.4602, NiCr21Mo14W, N06022 – arkusze i formatki
Telefon: +48 63 2610519
kontakt@alfa-tech.com.pl
Alloy C-22 – skład chemiczny, normy i oznaczenia HASTELLOY® C-22 / INCONEL® Alloy 22 / 2.4602 / UNS N06022 / NiCr21Mo14W / VDM® Alloy 22
Alloy C-22 oznacza się w systemie amerykańskim jako UNS N06022, a w europejskim jako 2.4602 / NiCr21Mo14W. Nazwy HASTELLOY C-22 i INCONEL Alloy 22 są nazwami handlowymi podawanymi przez różnych producentów. To ten sam typ stopu pod względem identyfikacji materiałowej, ale zgodność dostawy trzeba ocenić według normy wyrobu, gatunku i atestu.
| Skład chemiczny Alloy C-22 / UNS N06022 / 2.4602 – % masowe | |||||||||||
| Gatunek stopu | Norma | Ni | Cr | Mo | W | Fe | Co | C | Mn | Si | Inne |
| Alloy C-22 / UNS N06022 | ASTM B575 / UNS | reszta | 20,0–22,5 | 12,5–14,5 | 2,5–3,5 | 2,0–6,0 | ≤2,5 | ≤0,015 | ≤0,50 | ≤0,08 | V ≤0,35; P ≤0,025; S ≤0,02 |
| 2.4602 / NiCr21Mo14W | EN / DIN (oznaczenie) | reszta | 20,0–22,5 | 12,5–14,5 | 2,5–3,5 | 2,0–6,0 | ≤2,5 | ≤0,015 | ≤0,50 | ≤0,08 | V ≤0,35; P ≤0,025; S ≤0,02 |
| HASTELLOY® C-22 | Haynes – skład nominalny | ok. 56 | 22 | 13 | 3 | 3 | ≤2,5 | ≤0,01 | ≤0,50 | ≤0,08 | V ≤0,35; Cu ≤0,50 |
| INCONEL® alloy 22 | Special Metals / N06022 | reszta | 20,0–22,5 | 12,5–14,5 | 2,5–3,5 | 2,0–6,0 | ≤2,5 | ≤0,015 | ≤0,50 | ≤0,08 | V ≤0,35; P, S – wg specyfikacji |
| VDM® Alloy 22 | VDM Metals / N06022 | reszta | 20,0–22,5 | 12,5–14,5 | 2,5–3,5 | 2,0–6,0 | ≤2,5 | ≤0,015 | ≤0,50 | ≤0,08 | V ≤0,35; P ≤0,025; S ≤0,02 |
| Wszystkie wartości wyrażono w procentach masowych. „Reszta” oznacza nikiel; wiersz HASTELLOY C-22 podaje skład nominalny, a pozostałe wiersze – zakresy lub limity zgodne z przywołanym oznaczeniem/specyfikacją. Dla zamówienia należy stosować wymagania właściwej normy wyrobu i jej wydania. | |||||||||||
Rola pierwiastków stopowych w Alloy C-22
- Ni – nikiel: tworzy stabilną osnowę austenityczną o strukturze FCC, poprawia ciągliwość i zapewnia korzystną odporność w licznych środowiskach redukujących.
- Cr – chrom: zwiększa odporność na media utleniające, kwasy zawierające utleniacze i roztwory soli żelaza oraz miedzi; uczestniczy w tworzeniu warstwy pasywnej.
- Mo – molibden: istotnie podnosi odporność na korozję wżerową i szczelinową w obecności chlorków oraz odporność na wiele nieutleniających kwasów.
- W – wolfram: współdziała z molibdenem, wzmacniając odporność w określonych roztworach redukujących i agresywnych mediach chlorkowych.
- Fe – żelazo: obecne w kontrolowanej ilości; jego udział jest niższy niż w typowych stalach nierdzewnych, ponieważ osnowę stanowi nikiel.
- C – węgiel oraz Si – krzem: utrzymywane na niskim poziomie w celu ograniczenia niekorzystnych wydzieleń i zmian odporności korozyjnej podczas spawania oraz nagrzewania.
- Co, Mn, V, P i S: ich zawartości są kontrolowane w ramach specyfikacji, aby zachować pożądaną strukturę i właściwości technologiczne.
Alloy C-22 – charakterystyka metalurgiczna i znaczenie składu
Alloy C-22 jest stopem austenitycznym, zasadniczo umacnianym roztworowo, a nie klasycznym stopem utwardzanym wydzieleniowo. Jego duża zawartość chromu w połączeniu z molibdenem i wolframem jest przemyślanym kompromisem: chrom wspomaga odporność w warunkach utleniających, a molibden z wolframem – w wielu środowiskach redukujących. Połączenie tych mechanizmów ułatwia stosowanie jednego materiału w instalacjach o zmiennym składzie medium.
Bardzo małe ilości węgla i krzemu ograniczają niebezpieczeństwo niekorzystnych wydzieleń związanych ze spawaniem, jednak nie oznacza to całkowitej niewrażliwości na długotrwałe przegrzewanie. W wysokiej temperaturze, zależnie od czasu ekspozycji, mogą powstawać fazy międzymetaliczne i wydzielenia obniżające odporność korozyjną oraz plastyczność. Nie należy utożsamiać wysokiej temperatury topnienia z dopuszczalną temperaturą ciągłej pracy konstrukcji pod obciążeniem.
W porównaniu z Alloy C-276 stop C-22 często oferuje korzystniejszą odporność na korozję lokalną i lepszą odporność na niektóre silnie utleniające roztwory. Nie jest jednak regułą, że zawsze przewyższa C-276: w każdym przypadku trzeba porównać konkretne stężenie kwasu, temperaturę, zawartość zanieczyszczeń oraz przewidywany rodzaj korozji.
Alloy C-22 – zastosowanie w przemyśle
Przemysł chemiczny i petrochemiczny
Zastosowania obejmują reaktory, zbiorniki, mieszalniki, kolumny procesowe, wymienniki ciepła, parowniki, aparaturę do produkcji kwasu octowego i fosforowego oraz urządzenia obsługujące mieszaniny kwasów mineralnych. C-22 znajduje zastosowanie tam, gdzie typowe stale austenityczne nie zapewniają odpowiedniej trwałości albo wymagałyby częstych wymian z powodu korozji lokalnej.
Oczyszczanie spalin i oczyszczanie ścieków
W układach odsiarczania spalin, płuczkach i skruberach materiał może pracować w kontakcie z wilgotnymi gazami, chlorkami, związkami siarki oraz kondensatami o obniżonym pH. Wykorzystuje się go na wykładziny, kanały, przepustnice, elementy wentylatorów, pompy, armaturę i spawane odcinki instalacji. Odporność zawsze należy zweryfikować wobec składu kondensatu i temperatury punktu rosy.
Przemysł celulozowo-papierniczy, farmaceutyczny i specjalistyczne procesy
Stop stosuje się w procesach chlorowania i bielenia, w aparaturze do wytwarzania specjalistycznych związków organicznych, w farmacji oraz w instalacjach z kwasami mrówkowym i octowym. Przy wyborze materiału ważna jest nie tylko odporność stopu w roztworze podstawowym, lecz także wpływ pozostałości chloru, środków czyszczących oraz mieszanin pobocznych.
Geotermia, środowiska morskie i instalacje wymagające wysokiej niezawodności
W wybranych instalacjach geotermalnych oraz w kontakcie z zasolonymi wodami C-22 może ograniczać ryzyko korozji szczelinowej w połączeniach kołnierzowych, pod uszczelkami i w strefach zastoju. Niekiedy jest rozważany także w aparaturze do gospodarki odpadami i w instalacjach związanych z technologiami jądrowymi; każdy taki projekt wymaga indywidualnej kwalifikacji materiałowej.
Alloy C-22 – właściwości fizyczne
Właściwości fizyczne zależą od producenta, dokładnego składu w granicach normy i temperatury badania. W poniższym zestawieniu bazą są dane VDM oraz Haynes. W niektórych kartach INCONEL alloy 22 podano inne wartości typowe — nie należy ich łączyć bez wskazania źródła i temperatury.
| Podstawowe właściwości fizyczne Alloy C-22 / 2.4602 | |
| Parametr | Wartość typowa |
|---|---|
| Gęstość w 20°C | około 8,7 g/cm³ |
| Zakres topnienia | około 1357–1400°C (Haynes); 1360–1400°C (VDM) |
| Ciepło właściwe w 20°C | 406 J/(kg·K) – VDM |
| Przewodność cieplna w 20°C | 9,4 W/(m·K) – VDM |
| Rezystywność elektryczna w 20°C | około 1,21 µΩ·m – VDM |
| Moduł sprężystości wzdłużnej E, 20°C | 206 GPa – VDM |
| Średnia rozszerzalność liniowa, 20–100°C | 12,4 × 10−6/K – VDM |
| Twardość | zależna od postaci i stanu; typowo ok. 84–88 HRBW dla wyrobów przesyconych (Haynes) |
| Jak interpretować tabelę: Parametry pokojowe nie są stałymi dla całego zakresu pracy. Podczas nagrzewania wzrasta przewodność cieplna i rozszerzalność, a spada sztywność sprężysta. Twardość 240 HBW pojawiająca się w kartach technicznych nie jest wymaganą minimalną twardością każdego wyrobu; stan materiału i norma dostawy są nadrzędne. | |
Zmiana przewodności, ciepła właściwego i rezystywności wraz z temperaturą
| Alloy C-22 – wybrane właściwości fizyczne w funkcji temperatury (VDM) | |||
| Temperatura [°C] | Ciepło właściwe cp [J/(kg·K)] | Przewodność λ [W/(m·K)] | Rezystywność ρe [µΩ·m] |
|---|---|---|---|
| 20 | 406 | 9,4 | 1,21 |
| 100 | 423 | 11,1 | 1,23 |
| 200 | 444 | 13,4 | 1,23 |
| 300 | 460 | 15,5 | 1,25 |
| 400 | 476 | 17,5 | 1,26 |
| 500 | 495 | 19,5 | 1,27 |
| 600 | 514 | 21,3 | 1,28 |
| 700 | 533 | 23,2 | 1,29 |
| Jak interpretować tabelę: Od 20 do 700°C przewodność cieplna w zestawieniu VDM rośnie z 9,4 do 23,2 W/(m·K), a ciepło właściwe z 406 do 533 J/(kg·K). Dla projektowania wymienników, kompensatorów i aparatów cieplnych należy stosować wartości odpowiadające temperaturze rzeczywistej, a nie wyłącznie danym z 20°C. | |||
Średni współczynnik rozszerzalności liniowej
| Alloy C-22 – średnia rozszerzalność liniowa od 20°C do T (VDM) | |
| Zakres temperatur [°C] | Średni α [10−6/K] |
|---|---|
| 20–100 | 12,4 |
| 20–200 | 12,4 |
| 20–300 | 12,5 |
| 20–400 | 13,1 |
| 20–500 | 13,7 |
| 20–600 | 14,3 |
| 20–700 | 14,9 |
| 20–800 | 15,5 |
| 20–900 | 15,8 |
| 20–1000 | 16,2 |
| Jak interpretować tabelę: Podane wartości są średnimi współczynnikami od temperatury odniesienia 20°C do temperatury końcowej, a nie chwilową rozszerzalnością w jednym punkcie. W projektowaniu kołnierzy, wymienników i rurociągów ważne jest dopasowanie rozszerzalności do innych materiałów konstrukcji. | |
Moduł sprężystości w podwyższonej temperaturze
| Alloy C-22 – moduł Younga E w funkcji temperatury (VDM) | |
| Temperatura [°C] | Moduł E [GPa] |
|---|---|
| 20 | 206 |
| 100 | 202 |
| 200 | 197 |
| 300 | 190 |
| 400 | 185 |
| 500 | 178 |
| 600 | 173 |
| 700 | 167 |
| 800 | 159 |
| 900 | 150 |
| 1000 | 143 |
| Jak interpretować tabelę: Moduł sprężystości spada z 206 GPa w 20°C do około 143 GPa przy 1000°C. Oznacza to mniejszą sztywność elementu i większe ugięcia przy podobnym obciążeniu. Wartości E nie zastępują jednak danych o dopuszczalnych naprężeniach ani parametrów pełzania. | |
Alloy C-22 – właściwości mechaniczne
W stanie po wyżarzaniu rozpuszczającym Alloy C-22 charakteryzuje się dobrą ciągliwością i dużym zapasem odkształcalności. Parametry Rp0,2, Rm i A zależą od postaci wyrobu, wymiarów oraz konkretnej procedury obróbki cieplnej. Poniżej oddzielono wymagania minimalne od przykładowych wyników badań — nie są to wielkości zamienne.
| Alloy C-22 – minimalne właściwości w temperaturze pokojowej | |||
| Warunki / stan | Rp0,2 [MPa] | Rm [MPa] | A [%] |
|---|---|---|---|
| Stan przesycony – wyroby wg danych VDM / VdTÜV | ≥310 | 690–950 | ≥45 |
| Typowe wymagania ASTM B574 / B575 dla N06022* | ≥310 | ≥690 | ≥45 |
| Jak interpretować tabelę: Dla materiałów o większych przekrojach i szczególnych stanach dostawy parametry należy uzgodnić osobno. Rozróżnij wartość minimalną z normy od przeciętnego wyniku dostawy; dane do obliczeń należy przyjmować z dokumentacji projektowej i świadectwa kontroli. | |||
*Zależnie od wydania specyfikacji i postaci wyrobu; wartości należy potwierdzić w normie przywołanej w zamówieniu.
Własności mechaniczne blach, płyt i prętów w funkcji temperatury
| HASTELLOY C-22 – typowe wyniki prób rozciągania według Haynes | ||||
| Postać wyrobu | T [°C] | Rp0,2 [MPa] | Rm [MPa] | A [%] |
|---|---|---|---|---|
| Blacha 0,7–3,2 mm | 20 | 407 | 800 | 57 |
| Blacha 0,7–3,2 mm | 316 | 286 | 676 | 62 |
| Blacha 0,7–3,2 mm | 427 | 283 | 655 | 67 |
| Blacha 0,7–3,2 mm | 538 | 276 | 627 | 61 |
| Blacha 0,7–3,2 mm | 649 | 248 | 586 | 65 |
| Blacha 0,7–3,2 mm | 760 | 241 | 524 | 63 |
| Płyta 6,4–19,1 mm | 20 | 372 | 786 | 62 |
| Płyta 6,4–19,1 mm | 316 | 248 | 655 | 68 |
| Płyta 6,4–19,1 mm | 427 | 241 | 634 | 68 |
| Płyta 6,4–19,1 mm | 538 | 234 | 607 | 67 |
| Płyta 6,4–19,1 mm | 649 | 221 | 572 | 69 |
| Płyta 6,4–19,1 mm | 760 | 214 | 524 | 68 |
| Pręt 12,7–50,8 mm | 20 | 359 | 765 | 70 |
| Pręt 12,7–50,8 mm | 316 | 234 | 634 | 79 |
| Pręt 12,7–50,8 mm | 427 | 214 | 614 | 79 |
| Pręt 12,7–50,8 mm | 538 | 200 | 579 | 80 |
| Pręt 12,7–50,8 mm | 649 | 193 | 552 | 80 |
| Pręt 12,7–50,8 mm | 760 | 200 | 496 | 77 |
| Jak interpretować tabelę: Dane Haynes ilustrują wpływ temperatury i formy wyrobu. Przy 427°C granica plastyczności blachy wynosi 283 MPa, nie 28 MPa. Wysokie wydłużenie świadczy o dobrej plastyczności w tych próbach, lecz nie stanowi gwarancji trwałości pod wieloletnim obciążeniem — w podwyższonej temperaturze trzeba dodatkowo rozważyć relaksację i pełzanie. | ||||
Twardość i udarność stopu
W badaniach Haynes typowa twardość po przesycaniu wynosi około 88 HRBW dla blach i płyt oraz około 84 HRBW dla prętów. Próby KV wykazały dużą energię łamania także w niskiej temperaturze; wartości liczbowe zależą od geometrii próbki, karbu i kierunku pobrania.
| HASTELLOY C-22 – twardość i udarność (dane typowe Haynes) | |
| Badanie / wyrób | Wynik |
|---|---|
| Twardość blachy przesyconej | ok. 88 HRBW |
| Twardość płyty przesyconej | ok. 88 HRBW |
| Twardość pręta przesyconego | ok. 84 HRBW |
| Próba Charpy V, płyta, ok. 20°C | 568 J |
| Próba Charpy V, płyta, −196°C | 469 J |
| Jak interpretować tabelę: Energia 568 J dotyczy konkretnej próby Charpy V wykonanej na płycie Haynes. Podane wartości nie mogą być bezpośrednio utożsamiane z wymaganiem minimalnym KV2 dla każdej dostawy. Do odbioru materiału stosuje się kryteria z właściwej normy oraz świadectwa. | |
Odporność korozyjna Alloy C-22 – na czym polega przewaga materiału
Dobra odporność C-22 wynika ze współdziałania chromu, molibdenu i wolframu. Stop zachowuje się korzystnie zarówno w wielu kwasach utleniających, jak i redukujących, a wysoka zawartość pierwiastków stopowych ogranicza podatność na miejscowe uszkodzenie warstwy pasywnej. Ważną zaletą są również właściwości stopu po spawaniu, jeśli zastosowano właściwy materiał dodatkowy, przygotowanie brzegów i parametry procesu.
Korozja wżerowa i szczelinowa w środowiskach chlorkowych
Korozja wżerowa prowadzi do punktowego, niekiedy bardzo głębokiego uszkodzenia powierzchni. Korozja szczelinowa rozwija się szczególnie pod uszczelkami, w połączeniach nakładkowych, pod osadami i w miejscach ograniczonej wymiany roztworu. Sam brak znacznego ubytku masy nie oznacza, że element jest bezpieczny przed perforacją.
| Odporność na korozję lokalną w zakwaszonym 6% FeCl₃ – ASTM G48 (Haynes) | ||
| Materiał | CPT – krytyczna temperatura wżerowa [°C] | CCT – krytyczna temperatura szczelinowa [°C] |
|---|---|---|
| AISI 316L | 15 | 0 |
| 254 SMO | 60 | 30 |
| Alloy 625 | 100 | 40 |
| Alloy C-276 | >150 | 55 |
| Alloy C-22 | >150 | 80 |
| Jak interpretować tabelę: CPT i CCT dotyczą ściśle określonych badań laboratoryjnych w zakwaszonym FeCl₃ i nie są dopuszczalną temperaturą pracy dowolnej instalacji. Dla C-22 w tym teście nie stwierdzono wżerów do granicy badania powyżej 150°C; natomiast CCT wyniosła 80°C i była wyższa niż dla C-276 (55°C). | ||
W mieszaninie zwanej „Green Death” (11,5% H₂SO₄ + 1,2% HCl + 1% FeCl₃ + 1% CuCl₂) firma Haynes podała wystąpienie wżerów C-22 dopiero przy około 120°C w próbie 24-godzinnej. Inne środowisko testowe może prowadzić do całkowicie innego wyniku, dlatego nie należy przenosić temperatury krytycznej pomiędzy roztworami.
Korozja ogólna – przykładowe szybkości w roztworach chemicznych
Poniższe wyniki wybrano z danych badawczych Haynes. Są to prędkości korozji ogólnej; nie opisują ryzyka pękania naprężeniowego ani wżerów. Stężenia wyrażono w procentach masowych. Wyniki pochodzą z prób laboratoryjnych w odczynnikach o określonej czystości; mieszaniny przemysłowe z utleniaczami, fluorkami i chlorkami mogą wykazywać inne zachowanie.
| HASTELLOY C-22 – wybrane szybkości korozji ogólnej (Haynes) | |||
| Medium | Stężenie [%] | Temperatura [°C] | Szybkość [mm/rok] |
|---|---|---|---|
| Kwas octowy CH₃COOH | 99 | wrzący | 0,00 |
| Kwas mrówkowy HCOOH | 88 | wrzący | <0,01 |
| Kwas solny HCl | 1 | wrzący | 0,06 |
| Kwas solny HCl | 5 | 66 | 0,44 |
| Kwas solny HCl | 10 | 38 | 0,01 |
| Kwas solny HCl | 10 | 66 | 0,98 |
| Kwas azotowy HNO₃ | 10 | wrzący | 0,01 |
| Kwas azotowy HNO₃ | 70 | wrzący | 2,53 |
| Kwas fosforowy H₃PO₄ | 50 | wrzący | 0,07 |
| Kwas fosforowy H₃PO₄ | 85 | wrzący | 0,66 |
| Kwas siarkowy H₂SO₄ | 5 | wrzący | 0,23 |
| Kwas siarkowy H₂SO₄ | 20 | 66 | 0,01 |
| Kwas siarkowy H₂SO₄ | 20 | wrzący | 0,83 |
| Kwas siarkowy H₂SO₄ | 50 | 66 | 0,02 |
| Kwas siarkowy H₂SO₄ | 50 | 93 | 0,77 |
| Kwas fluorowodorowy HF | 5 | 38 | 0,04 |
| Kwas fluorowodorowy HF | 5 | 79 | 0,58 |
| Jak interpretować tabelę: Przykład: w 20% H₂SO₄ podgrzanie roztworu z 66°C do wrzenia zwiększa w podanych badaniach ubytek z 0,01 do 0,83 mm/rok. Z kolei 10% HCl przy 38°C i 66°C daje znacząco różne wyniki. Dla HF należy uwzględnić także możliwość ataku wewnętrznego, którego sama szybkość ubytku masy nie pokazuje. | |||
Korozyjne pękanie naprężeniowe SCC
W odpowiednio dobranych warunkach Alloy C-22 wykazuje bardzo dobrą odporność na korozyjne pękanie naprężeniowe wywoływane przez chlorki. Według Haynes w próbie we wrzącym 45% MgCl₂ według ASTM G36 próbki C-22 nie wykazały pęknięć po 1008 godzinach, podczas gdy porównawcze stale austenityczne pękały zdecydowanie wcześniej. To świadectwo przewagi w określonym teście, a nie gwarancja całkowitej odporności na SCC w każdym medium.
Korozja międzykrystaliczna i zachowanie spoin
Niska zawartość węgla i krzemu ogranicza powstawanie niepożądanych wydzieleń podczas procesu spawania, a tym samym ułatwia utrzymanie odporności korozyjnej w strefie wpływu ciepła. Nie eliminuje to konieczności kontroli złączy: segregacja składników podczas krzepnięcia, wielowarstwowe nagrzewanie, zabrudzenia powierzchni i niewłaściwe spoiwo mogą obniżyć trwałość. W wyrobach o wysokiej odpowiedzialności przydatne są badania korozyjne oraz kontrola jakości spoin według dokumentacji projektu.
Alloy C-22 – obróbka cieplna i plastyczna
Przesycanie / wyżarzanie rozpuszczające
Dla wyrobów przerabianych plastycznie Haynes podaje typowe przesycanie w temperaturze około 1121°C, z czasem wytrzymania około 10–30 minut zależnie od przekroju, i następnie szybkie chłodzenie w wodzie. Dla elementów cienkościennych o grubości poniżej około 10 mm dopuszczane bywa intensywne chłodzenie powietrzem. Parametry należy zawsze dopasować do kształtu, grubości, układu pieca, jakości atmosfery i wymagań odbiorowych.
Kucie, walcowanie i kształtowanie na gorąco
Stop można kuć, walcować, wyciskać i giąć na gorąco, jednak wymaga uważnej kontroli temperatury i szybkości odkształcania. Według Haynes orientacyjna temperatura rozpoczęcia kucia wynosi 1232°C, a zakończenia około 954°C. Przy większych odkształceniach zaleca się umiarkowane redukcje na przepust i ponowne nagrzewanie. Po obróbce na gorąco zwykle należy przywrócić stan przesycony, jeśli wymagane są optymalne właściwości korozyjne.
Formowanie na zimno i obróbka skrawaniem
C-22 umacnia się odkształceniowo i wymaga większych sił formowania niż typowe stale austenityczne. W przypadku dużych odkształceń mogą być potrzebne wyżarzania międzyoperacyjne. Haynes zaleca ponowne przesycanie po formowaniu powodującym wydłużenie włókna zewnętrznego o co najmniej około 7%. Nie jest to uniwersalny limit dopuszczalnego odkształcenia, lecz wskazanie technologiczne pomagające zachować pełną odporność na korozję.
Obróbka skrawaniem wymaga sztywnego zamocowania, odpowiednio dobranych płytek z węglików spiekanych, skutecznego chłodzenia i stabilnego posuwu. Zbyt małe zagłębienie ostrza w materiale wcześniej umocnionym odkształceniowo może prowadzić do szybkiego zużycia narzędzia. Unika się zanieczyszczeń powierzchni żelazem i agresywnych pozostałości technologicznych.
| Alloy C-22 – orientacyjne parametry obróbki | |
| Proces | Wskazówka technologiczna |
|---|---|
| Wyżarzanie rozpuszczające | około 1121°C; 10–30 min; szybkie chłodzenie |
| Początek kucia na gorąco | około 1232°C |
| Zakończenie kucia na gorąco | około 954°C |
| Po obróbce na gorąco | przywrócenie stanu przesyconego, gdy wymagane |
| Po większym formowaniu na zimno | rozważyć ponowne przesycanie przy wydłużeniu włókna zewnętrznego ≥7% |
| Obróbka skrawaniem | sztywne mocowanie, stabilny posuw, obfite chłodzenie |
| Jak interpretować tabelę: Są to wytyczne do planowania technologii, nie jedna receptura dla każdego detalu. Różne grubości, stany dostawy i rodzaje pieców wymagają odmiennych czasów wygrzewania oraz szybkości chłodzenia; należy kierować się wymaganiami dostawcy i procedurą kwalifikowaną. | |
Alloy C-22 – spawanie i dobór materiałów dodatkowych
Alloy C-22 charakteryzuje się bardzo dobrą spawalnością metodami TIG/GTAW, MIG/GMAW i elektrodą otuloną SMAW, jeżeli przestrzega się zasad spawania stopów niklu. Kluczowe są: usunięcie tłuszczów i tlenków, czyste narzędzia, kontrola energii liniowej, pełna osłona gazowa strefy ciekłego metalu oraz zapobieganie lokalnym przegrzaniom i zanieczyszczeniom spoiny.
| Materiały dodatkowe do spawania stopu Alloy C-22 | ||
| Metoda | Typowy materiał dodatkowy | Klasyfikacja |
|---|---|---|
| TIG / MIG | Drut stopowy 622 / C-22 | AWS A5.14 ERNiCrMo-10 |
| SMAW – elektroda otulona | Elektroda stopowa C-22 | AWS A5.11 ENiCrMo-10 |
| Złącza różnoimienne | Dobór na podstawie obu materiałów i medium | Wymaga kwalifikacji technologii |
| Jak interpretować tabelę: Wartość „622” w nazwie materiału dodatkowego dotyczy produktu spawalniczego dla składu N06022 i nie powinna być automatycznie wpisywana jako numer normatywnej postaci litego wyrobu. Nawet prawidłowo dobrany stop spoiwa nie zastępuje kwalifikacji WPS/WPQR i oceny warunków pracy złącza. | ||
Normy materiałowe i wyrobowe dla Alloy C-22 / UNS N06022
Oznaczenie UNS wskazuje tożsamość stopu, natomiast norma wyrobu określa wymagania dotyczące formy, stanu dostawy, badań i dokumentacji odbiorowej. Poniżej podano najczęściej spotykane specyfikacje związane z C-22. Przy zamówieniu należy wskazać konkretną normę i jej aktualne wydanie.
| Alloy C-22 – zestawienie norm według postaci wyrobu | |
| Specyfikacja | Typowe zastosowanie |
|---|---|
| ASTM B574 / ASME SB-574 | Pręty i druty |
| ASTM B575 / ASME SB-575 | Blachy, płyty i taśmy |
| ASTM B564 / ASME SB-564 | Odkuwki |
| ASTM B622 / ASME SB-622 | Rury bezszwowe |
| ASTM B619 / ASME SB-619 | Rury spawane |
| ASTM B626 / ASME SB-626 | Rury spawane, w tym o mniejszych średnicach |
| ASTM B366 / ASME SB-366 | Łączniki rurowe / kształtki |
| AWS A5.14 / ASME SFA-5.14 | Pręty i druty spawalnicze ERNiCrMo-10 |
| AWS A5.11 / ASME SFA-5.11 | Elektrody otulone ENiCrMo-10 |
| EN / DIN – 2.4602, NiCr21Mo14W | Oznaczenie europejskie gatunku; właściwa norma zależy od wyrobu |
| Jak interpretować tabelę: Nie należy mieszać norm dotyczących odlewów, spoiw i wyrobów przerabianych plastycznie. Przykładowo odlewnicze oznaczenia z ASTM A494 dotyczą innej kategorii wyrobów; nie są to numery zastępujące certyfikat pręta N06022. W zastosowaniach sour service trzeba rozpatrywać także warunki norm NACE/ISO według konkretnego projektu. | |
Alloy C-22 – nazwy handlowe, odpowiedniki i oznaczenia
Jednemu stopowi może odpowiadać kilka nazw handlowych, ale nie każda podobna nazwa oznacza identyczny materiał. Szczególnie ważne jest odróżnienie standardowego C-22 od C-22HS, którego skład i sposób uzyskania wytrzymałości są inne.
| Alloy C-22 – oznaczenia i nazwy spotykane w dokumentacji | |
| Nazwa / oznaczenie | Znaczenie |
|---|---|
| Alloy C-22 / Alloy 22 / UNS N06022 | Systemowa identyfikacja gatunku |
| 2.4602 / NiCr21Mo14W | Oznaczenie europejskie materiału |
| HASTELLOY® C-22® | Nazwa handlowa Haynes International |
| INCONEL® alloy 22 | Nazwa handlowa Special Metals |
| VDM® Alloy 22 | Nazwa produktu VDM Metals |
| NW6022 | Oznaczenie spotykane w dokumentacji ISO; sprawdzać normę |
| ERNiCrMo-10 / ENiCrMo-10 | Klasy materiałów dodatkowych do spawania; nie nazwa litego pręta materiałowego |
| HASTELLOY® C-22HS® / N07022 | Inny stop – nie traktować jako zamiennika 1:1 |
| NISTELLE C-22, PHYWELD 22, CORALLOY 22 | Nazwy spotykane w ofertach; potwierdzić przynależność do N06022 i formę wyrobu |
| Jak interpretować tabelę: Przy doborze zamiennika pierwszeństwo ma UNS N06022 lub 2.4602 i określona norma wyrobu. Nazwa dostawcy może dotyczyć drutu spawalniczego, odlewu albo modyfikacji o innym składzie. C-22HS (N07022) nie jest zwykłym C-22 i nie wolno utożsamiać ich parametrów z samego podobieństwa nazwy. | |
Materiały oferowane przez Alfa-Tech – Alloy C-22 / Inconel 22 / Hastelloy C-22
| Postacie materiału Alloy C-22 – możliwości dostawy na zapytanie | |
| Postać | Przykładowe wykonania |
|---|---|
| Pręty | Okrągłe, walcowane, ciągnione lub obrobione |
| Płaskowniki | Wymiary i sposób wykończenia według zapytania |
| Pręty kute i odkuwki | Półfabrykaty według wymiarów i dokumentacji |
| Blachy, płyty i taśmy | Arkusze, formatki, elementy cięte |
| Rury bezszwowe i spawane | Wymiary według specyfikacji i dostępności |
| Drut | Drut materiałowy lub spawalniczy – po określeniu normy |
| Jak interpretować tabelę: Dostępność zależy od producenta, wymiaru, wymaganej normy i stanu obróbki. Do prawidłowego zapytania potrzebne są: oznaczenie gatunku N06022/2.4602, postać, przekrój, ilość, stan dostawy oraz wymagane świadectwo. Oferta nie oznacza stałej dostępności magazynowej każdego formatu. | |
Najczęściej zadawane pytania – Alloy C-22 / Hastelloy C-22
Czy Alloy C-22, Hastelloy C-22 i Inconel 22 to ten sam stop?
Tak, nazwy dotyczą stopu o oznaczeniu UNS N06022 (2.4602), przy czym konkretne dostawy muszą spełniać właściwą normę wyrobu. HASTELLOY i INCONEL są zastrzeżonymi nazwami handlowymi różnych producentów.
Czy C-22 jest odporniejszy na korozję niż Alloy C-276?
W wielu środowiskach utleniających i w testach korozji szczelinowej stop C-22 osiąga lepsze wyniki niż C-276, ale nie jest to zasada obowiązująca dla każdego kwasu, stężenia i temperatury. W procesach redukujących lub bardzo gorących mieszaninach wyniki mogą się różnić.
Czy C-22 i C-22HS są zamienne?
Nie. C-22HS ma oznaczenie UNS N07022 i odmienny skład oraz sposób uzyskiwania wysokiej wytrzymałości. C-22 posiada UNS N06022. Zamiana wymaga osobnego sprawdzenia norm, właściwości i dopuszczeń.
Czy Alloy C-22 można spawać?
Tak. Typowymi materiałami dodatkowymi są ERNiCrMo-10 (drut) i ENiCrMo-10 (elektroda). O jakości połączenia decydują czystość powierzchni, właściwa osłona, procedura spawania oraz warunki eksploatacji.
Jaką temperaturę przesycania stosuje się dla Hastelloy C-22?
Haynes podaje około 1121°C z wytrzymaniem zwykle 10–30 minut i szybkim chłodzeniem, zazwyczaj w wodzie. Dokładny cykl powinien uwzględniać grubość elementu i specyfikację wyrobu.
Jakie są podstawowe parametry mechaniczne C-22?
W stanie przesyconym w temperaturze pokojowej często wymaga się co najmniej 310 MPa Rp0,2, 690 MPa Rm i 45% wydłużenia A, zależnie od właściwej normy i formy wyrobu. Wartości rzeczywiście zmierzone mogą być wyższe.
Czy Alloy C-22 nadaje się do kwasu solnego i siarkowego?
Jest rozważany w wielu roztworach tych kwasów, ale odporność silnie zależy od stężenia, temperatury i utleniających zanieczyszczeń. Nawet ten stop może szybko korodować w niewłaściwych warunkach, dlatego dobór musi uwzględniać konkretne dane o medium.
Czy Alloy C-22 jest stalą nierdzewną?
Nie. Jest stopem na osnowie niklu, którego składnikiem podstawowym nie jest żelazo. Podobnie jak stal nierdzewna tworzy ochronną powierzchnię pasywną, ale jest odrębną grupą materiałową.
Czy Alloy C-22 ma dobre właściwości w niskiej temperaturze?
Tak. Stop zachowuje dużą ciągliwość, a w badaniach Haynes płyty po przesycaniu wykazywały znaczną energię łamania próbek Charpy V również przy −196°C. Wymagania dla instalacji kriogenicznej trzeba jednak określić normą wyrobu i dokumentacją projektową.
Co należy podać przy zamówieniu materiału N06022?
Najlepiej oznaczenie N06022 lub 2.4602, normę wyrobu, postać, wymiary, ilość, stan obróbki, wymagania odbiorowe oraz informację o środowisku pracy. Ułatwia to weryfikację dostępności oraz uniknięcie pomylenia C-22 z drutem spawalniczym lub odmianą C-22HS.