Wykaz stopów żelazoniklowych (Fe-Ni), oraz stopów na bazie niklu wg normy ГОСТ / GOST 5632-2014
Stopy niklu i żelazo-niklu to grupa materiałów specjalnych ujętych w normie GOST / ГОСТ 5632-2014 obok stali nierdzewnych, żaroodpornych i żarowytrzymałych. Wyróżniają się unikalnym zestawem właściwości: odpornością na korozję, zdolnością do pracy w ekstremalnie wysokich temperaturach, żarowytrzymałością oraz stabilnością strukturalną w długotrwałej eksploatacji. Dzięki dodatkom molibdenu, tytanu, aluminium czy niobu zachowują odporność na pełzanie i degradację nawet powyżej 900 °C.
Ich znaczenie w przemyśle jest ogromne – od lotnictwa i kosmonautyki, przez energetykę i turbiny gazowe, aż po petrochemię i przemysł chemiczny, gdzie pracują w najbardziej agresywnych i wymagających środowiskach.
Większość z tych stopów opracowano jeszcze w czasach Związku Radzieckiego, począwszy od lat 50. XX wieku, w wyspecjalizowanych instytutach metalurgicznych. Była to odpowiedź na zapotrzebowanie przemysłu lotniczego, energetycznego i obronnego na materiały zdolne do pracy w warunkach ekstremalnych. Część gatunków stanowiła radzieckie odpowiedniki zachodnich stopów z rodzin Inconel, Nimonic czy Incoloy, rozwijanych w tym samym okresie w Europie i USA.
Dziś, mimo różnic w systemach oznaczeń, właściwości i przeznaczenie wielu stopów są zbliżone, a obok oznaczeń ХН czy ЭИ często pojawiają się zachodnie nazwy handlowe. Dzięki temu łatwiej porównywać i dobierać materiały w projektach o międzynarodowym charakterze.
Podział na główne grupy
Stopy niklu i żelazo-niklu ujęte w normie GOST / ГОСТ 5632-2014 dzielą się na dwie podstawowe kategorie:
Stopy żelazowoniklowe (Fe-Ni) GOST / GOST 5632-2014
To gatunki, w których podstawą składu chemicznego jest żelazo z dużym dodatkiem niklu i chromu. Charakteryzują się one wysoką odpornością na korozję w agresywnych środowiskach chemicznych, dobrą stabilnością strukturalną i możliwością pracy w podwyższonych temperaturach. Dzięki dodatkom takich pierwiastków jak molibden, miedź czy tytan, wykazują odporność na kwasy mineralne i roztwory chlorkowe. Typowe zastosowania obejmują aparaturę chemiczną, instalacje petrochemiczne, wymienniki ciepła i rurociągi wysokotemperaturowe. Do tej grupy należą m.in. ХН32Т, ХН35ВТ, ХН38ВТ, ХН28ВМАБ i ich odmiany.
Stopy na bazie niklu (Ni-base) GOST / ГОСТ 5632-2014
To materiały, w których nikiel stanowi główny składnik, uzupełniany chromem, molibdenem, aluminium, tytanem i innymi pierwiastkami wzmacniającymi. Odznaczają się najwyższą odpornością na pełzanie i doskonałą stabilnością w ekstremalnie wysokich temperaturach. Wiele z nich jest umacnianych wydzieleniowo, co zapewnia im wyjątkową żarowytrzymałość. Stosowane są przede wszystkim w lotnictwie i energetyce – w łopatkach turbin, komorach spalania, tarczach silników oraz w piecach i instalacjach przemysłowych pracujących powyżej 900 °C. Do tej grupy należą takie gatunki jak ХН60ВТ, ХН77ТЮР, ХН75МБТЮ, ХН80ТБЮ, ХН70ВМТЮ czy ХН62МВКЮ.
Wykaz stopów żelaza i niklu (Fe-Ni) wg GOST / ГОСТ 5632-2014
ХН32Т (ЭП670) – XN32T (EP670)
Stop żelazo-niklowo-chromowy z dodatkiem tytanu. Zawiera około 32% niklu i 20% chromu, resztę stanowi żelazo. Charakteryzuje się wysoką odpornością na korozję i stabilnością struktury w podwyższonej temperaturze. Dzięki tytanowi dobrze zachowuje własności mechaniczne w długotrwałej pracy cieplnej. Odpowiednikiem zachodnim jest Incoloy 800/800H/800HT (UNS N08800/N08810/N08811, EN 1.4876/1.4958/1.4959). Typowe zastosowania to rurociągi i wymienniki w przemyśle petrochemicznym, elementy pieców i instalacji energetycznych pracujących w temperaturach rzędu 600–800 °C.
ХН35ВТ (ЭИ612) – XN35VT (EI612)
Stop Fe-Ni-Cr z tytanem, zawierający około 35% niklu i 15% chromu. Jest to materiał żarowytrzymały, zdolny do pracy pod dużym obciążeniem w wysokiej temperaturze. Zachodni odpowiednik to Incoloy 901 (UNS N09901, EN 1.4898). Stosowany w tarczach i elementach turbin gazowych, sprężarkach oraz częściach silników lotniczych, gdzie wymagana jest odporność na pełzanie do około 750 °C.
ХН35ВТЮ (ЭИ787) – XN35VTU (EI787)
Wariant poprzedniego stopu z dodatkiem aluminium. Dzięki niemu uzyskuje lepszą stabilność fazową i większą odporność na pełzanie w wysokich temperaturach. Pod względem właściwości można go porównać do Incoloy 901 lub stopów z grupy Nimonic 80A. Wykorzystywany w turbinach lotniczych, elementach komór spalania i częściach wysokoobciążonych, gdzie wymagana jest długotrwała wytrzymałość.
ХН38ВТ (ЭИ703) – XN38VT (EI703)
Stop żelazo-niklowo-chromowy z dodatkami tytanu i aluminium. Zawiera około 38% niklu i 20% chromu. Łączy wysoką odporność na korozję z bardzo dobrą stabilnością w wysokiej temperaturze. Odpowiednikiem zachodnim jest Incoloy 800H/HT (UNS N08810/N08811). Stosowany w konstrukcjach energetycznych, przemysłowych piecach, rurociągach i aparaturze chemicznej do pracy w długotrwałym podgrzaniu.
ХН28ВМАБ (ЭП126) – XN28VMAB (EP126)
Stop żelazo-niklowo-chromowy z molibdenem, miedzią, aluminium i niobem. Zawiera około 28% niklu i 28% chromu, z dodatkiem 2–3% molibdenu i 3–4% miedzi. Dzięki takiemu składowi odznacza się bardzo wysoką odpornością na kwasy i media korozyjne, w tym na korozję szczelinową i wżerową. Zachodni odpowiednik to Incoloy 825 (UNS N08825, EN 2.4858) lub Alloy 20 (UNS N08020). Typowe zastosowania to instalacje chemiczne, produkcja kwasu siarkowego i fosforowego, wymienniki ciepła i aparatura pracująca w środowiskach chlorkowych.
06ХН28МДТ (ЭИ943) – 06XN28MDT (EI943)
Stop żelazo-niklowo-chromowy z dodatkiem molibdenu, miedzi i tytanu. Zawiera około 28% niklu i 27–29% chromu oraz 2–3% molibdenu. Dzięki miedzi jest wyjątkowo odporny na działanie kwasu siarkowego i fosforowego, a tytan stabilizuje strukturę. Stop ten znajduje zastosowanie w aparaturze chemicznej do produkcji nawozów, kwasu siarkowego i w instalacjach petrochemicznych. Najbliższe odpowiedniki zachodnie to Incoloy 825 (UNS N08825, EN 2.4858) oraz Alloy 20 (UNS N08020).
03ХН28МДТ (ЭП516) – 03HN28MDT (EP516)
Wariant stopu ХН28 z obniżoną zawartością węgla (0,03%). Dzięki temu posiada lepszą spawalność i wyższą odporność na korozję międzykrystaliczną. Zawartość niklu wynosi około 28%, chromu 27–29%, z dodatkiem Mo i Cu oraz stabilizacją tytanową. Stosowany w zbiornikach i wymiennikach ciepła dla przemysłu chemicznego oraz w aparatach mających kontakt z agresywnymi roztworami chlorkowymi. Odpowiednikiem zachodnim pozostaje Incoloy 825.
06ХН28МТ (ЭИ628) – 06XN28MT (EI628)
Stop zbliżony do 06ХН28МДТ, jednak bez dodatku miedzi. Zawiera około 28% Ni, 27–29% Cr i 2–3% Mo. Przeznaczony do pracy w warunkach wysokiej temperatury i środowisk zawierających kwasy mineralne, gdzie wymagana jest stabilność strukturalna i odporność na korozję naprężeniową. Typowe zastosowania to wymienniki ciepła, rurociągi przemysłowe i elementy urządzeń w przemyśle nawozowym. Zachodni odpowiednik: Incoloy 825 (wariant o niższej zawartości Cu).
ХН45Ю (ЭП747) – XN45Yu (EP747)
Stop Fe-Ni-Cr-Al, zawierający około 45% niklu, 20% chromu i do 3% aluminium. Aluminium poprawia odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze i stabilizuje strukturę. Stop ten jest używany w konstrukcjach pieców przemysłowych, rurociągach wysokotemperaturowych i instalacjach petrochemicznych. Jego zachodnimi odpowiednikami są Incoloy 803 i Incoloy 807, które stosuje się w energetyce i procesach termicznych.
Wykaz stopów na niklu wg normy GOST / ГОСТ 5632-2104
ХН60ВТ (ЭИ868) – XN60WT (EI868)
Stop niklu z dodatkiem chromu, wolframu, tytanu i aluminium. Zawiera około 60% Ni, 14–16% Cr i 14–16% W. Dzięki wysokiej zawartości wolframu wykazuje znakomitą odporność na pełzanie i zachowuje stabilność w temperaturach powyżej 900 °C. Jest typowym stopem żarowytrzymałym stosowanym w lotnictwie i energetyce. Odpowiednikiem zachodnim jest Nimonic 90 (UNS N07090, EN 2.4632). Stosuje się go do łopatek i tarcz turbin gazowych, elementów silników odrzutowych oraz komór spalania.
ХН60Ю (ЭИ559А)
Stop niklowo-chromowy z dodatkiem aluminium. Zawiera około 60% Ni i 22–25% Cr, z niewielkim dodatkiem Al. Dzięki obecności aluminium wykazuje doskonałą odporność na utlenianie i zgorzelinę w temperaturach do 1150 °C. Charakteryzuje się dobrą wytrzymałością mechaniczną i stabilnością strukturalną. Odpowiednikiem zachodnim jest Inconel 601 (UNS N06601, EN 2.4851). Typowe zastosowania to komory spalania, wymienniki ciepła, elementy pieców przemysłowych i instalacji do obróbki cieplnej.
ХН70Ю (ЭИ652) – XN70Yu (EI652)
Stop niklowo-chromowy z dodatkiem aluminium, zawierający około 70% Ni i 15–18% Cr. Aluminium podnosi odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze. Stop jest szeroko stosowany w energetyce, szczególnie w komorach spalania, rurociągach i elementach wymienników pracujących do 1100 °C. Jego zachodnim odpowiednikiem jest Inconel 600 (UNS N06600, EN 2.4816).
ХН78Т (ЭИ435) – XN78T (EI435)
Stop niklowo-chromowy z dodatkiem tytanu. Skład: około 78% Ni, 20% Cr i do 1% Ti. Jest stopem żaroodpornym, odpornym na utlenianie w temperaturach do 1100 °C. Dzięki niskiemu poziomowi węgla ma dobrą odporność na korozję międzykrystaliczną. Odpowiednikiem zachodnim jest Nimonic 75 (UNS N06075, EN 2.4630). Stosowany w elementach pieców, konstrukcjach lotniczych i częściach turbin.
ХН75МБТЮ (ЭИ602) – HN75MBTU (EI602)
Stop na bazie niklu z chromem, molibdenem, tytanem, aluminium i niobem. Zawiera około 75% Ni i 18–22% Cr, z dodatkiem 2–3% Mo. Charakteryzuje się wysoką żarowytrzymałością i dobrą odpornością na pełzanie. Wysoka zawartość niklu zapewnia także odporność na korozję w agresywnych atmosferach. Odpowiednikiem zachodnim jest Inconel 617 (UNS N06617, EN 2.4663) lub częściowo Inconel 601. Stosowany w częściach turbin gazowych, komorach spalania i wymiennikach ciepła.
ХН80ТБЮ (ЭИ607) – HN80TBYU (EI607)
Stop niklowo-chromowy z dodatkiem tytanu, aluminium i niobu. Zawiera około 80% Ni i 20% Cr. Dodatek Ti i Al umożliwia umocnienie wydzieleniowe, a Nb poprawia stabilność strukturalną. Stop cechuje się wysoką odpornością na pełzanie i stabilnością fazową do około 1000 °C. Odpowiednikiem zachodnim jest Nimonic 80A (UNS N07080, EN 2.4952). Typowe zastosowania to sprężyny, tarcze, łopatki turbin i inne elementy silników lotniczych.
ХН77ТЮР (ЭИ437Б) – HN77TYUR (EI437B)
Stop niklowo-chromowy z dodatkiem tytanu, aluminium i boru. Skład: około 77% Ni, 18–20% Cr, Ti do 2,5%, Al do 1,2%, niewielkie ilości boru. Jest to klasyczny stop żarowytrzymały, stosowany w przemyśle lotniczym. Wyróżnia się dobrą odpornością na pełzanie, stabilnością struktury i odpornością na korozję gazową w temperaturach do 1000 °C. Zachodni odpowiednik to Nimonic 80A (UNS N07080, EN 2.4952). Zastosowania: łopatki turbin gazowych, sprężyny, pierścienie i elementy mocujące w silnikach lotniczych.
ХН77ТЮРУ (ЭИ437БУ) – HN77TYRU (EI437BU)
Wariant stopu ХН77ТЮР o ulepszonym składzie i większej czystości metalurgicznej. Zawiera podobne proporcje niklu i chromu, z dodatkiem Ti, Al i B. Wykazuje nieco wyższą odporność na pełzanie i stabilność strukturalną niż wersja podstawowa. Używany w tych samych aplikacjach – części turbin, elementy sprężynowe i detale konstrukcyjne w lotnictwie. Odpowiednikiem zachodnim pozostaje Nimonic 80A/Nimonic 90.
ХН70МВТЮБ (ЭИ598)
Stop niklowo-chromowy z molibdenem, tytanem, aluminium i borem. Zawiera około 70% Ni, 15–18% Cr oraz 2–3% Mo. Dzięki umocnieniu wydzieleniowemu (Ti, Al) oraz stabilizacji borowej, stop ten charakteryzuje się bardzo wysoką żarowytrzymałością. Zachodni odpowiednik to Inconel 718 (UNS N07718, EN 2.4668). Stosowany w łopatkach turbin, elementach mocujących i częściach wymagających dużej odporności na pełzanie i zmęczenie cieplne.
ХН70ВМЮТ (ЭИ765)
Stop niklowo-chromowy z dodatkami molibdenu, tytanu i aluminium. Zawiera około 70% Ni, 15–17% Cr, 2–3% Mo. Charakteryzuje się wysoką żaroodpornością i wytrzymałością w temperaturach do 950–1000 °C. Typowe zastosowania to łopatki turbin, elementy konstrukcyjne silników gazowych i części komór spalania. Odpowiednikiem zachodnim są Inconel 713C lub Inconel 738.
ХН70ВМТЮ (ЭИ617) – XN70VMTU (EI617)
Stop niklowo-chromowy z molibdenem, tytanem i aluminium, zbliżony składem do ХН70ВМЮТ. Wykazuje wysoką odporność na pełzanie i dobrą stabilność fazową w długotrwałej eksploatacji powyżej 900 °C. Stosowany w energetyce i lotnictwie – głównie na elementy turbin, tarcze i części komór spalania. Odpowiednikiem zachodnim są Inconel 617 i Inconel 738.
ХН65ВМТЮ (ЭИ893)
Stop niklowo-chromowy z molibdenem, tytanem i aluminium. Skład: około 65% Ni, 15–17% Cr, 3–4% Mo, dodatki Ti i Al dla umocnienia wydzieleniowego. Charakteryzuje się bardzo wysoką żarowytrzymałością i odpornością na pełzanie w temperaturach powyżej 900 °C. Stosowany w elementach turbin gazowych, częściach konstrukcyjnych silników lotniczych i instalacjach energetycznych. Zachodnie odpowiedniki: Inconel 617 (UNS N06617, EN 2.4663) oraz Nimonic 105 (UNS N12130).
ХН67МВТЮ (ЭИ202)
Stop niklowo-chromowy z molibdenem, tytanem i aluminium. Skład: około 67% Ni, 15–17% Cr, 2–3% Mo, z dodatkiem Ti i Al. Dzięki umocnieniu wydzieleniowemu ma bardzo dobrą wytrzymałość mechaniczną oraz odporność na korozję wysokotemperaturową. Typowe zastosowania: części turbin, elementy lotnicze pracujące w przedziale 800–950 °C. Odpowiednikiem zachodnim jest Inconel 625 (UNS N06625, EN 2.4856).
ХН62МВКЮ (ЭИ867)
Stop niklowo-chromowy z molibdenem, kobaltem, tytanem i aluminium. Skład: około 62% Ni, 20% Cr, 3–4% Mo, 5–10% Co, dodatki Ti i Al. Jest to jeden z najbardziej żarowytrzymałych stopów niklu, o doskonałej odporności na pełzanie i stabilności fazowej w temperaturach do 1050 °C. Stosowany w łopatkach turbin gazowych i komorach spalania. Zachodnie odpowiedniki to Hastelloy X (UNS N06002, EN 2.4665) i Inconel 617.
ХН55МВЮ (ЭП454) – XN55MVYU (EP454)
Stop niklowo-chromowy z molibdenem i niewielkimi dodatkami Ti i Al. Skład: około 55% Ni, 18–20% Cr, 3–4% Mo. Łączy wysoką odporność na korozję z żarowytrzymałością. Stosowany głównie w lotnictwie – elementy turbin, pierścienie, tarcze i części silników narażone na pełzanie. Zachodnie odpowiedniki to Inconel 718 (UNS N07718) i pokrewne stopy utwardzane wydzieleniowo.
ХН57МТВЮ (ЭП590) – HN57MTVYU (EP590)
Stop niklowo-chromowy z molibdenem, tytanem, aluminium i wanadem. Skład: około 57% Ni, 18–20% Cr, 3–4% Mo, dodatki Ti i Al zapewniają umocnienie wydzieleniowe. Wyróżnia się wysoką odpornością na pełzanie i utlenianie w temperaturach 900–1000 °C. Typowe zastosowania: łopatki i tarcze turbin gazowych, elementy konstrukcji lotniczych i energetycznych. Odpowiednikiem zachodnim są Inconel 738 i Inconel 713C.