Alloy 2000, 2.4675, UNS N06200, Hastelloy® C-2000 - liga de níquel

Alloy 2000, 2.4675, UNS N06200, Hastelloy® C-2000 - Liga de níquel

Alloy C-2000, 2.4675 – descrição

A liga 2000 (N06200, Hastelloy® C-2000) é uma liga de Ni-Cr-Mo com Cu como adição de liga. Pode ser vista como uma versão melhorada da C-22, com resistência geralmente melhor a ambientes redutores e oxidantes. Dúctil, fácil de soldar, resistente a corrosão por pite, corrosão em fendas e corrosão sob tensão, é uma das ligas mais versáteis utilizadas no processamento químico.

Composição química - a combinação de ~16% de molibdénio e ~1,6% de cobre proporciona resistência a meios redutores (por exemplo, ácidos clorídrico ou sulfúrico diluídos), enquanto o teor de ~23% de crómio proporciona alta resistência a ácidos oxidantes.

Nota sobre o número UNS - O Hastelloy C-2000® se enquadra na faixa N06200, mas tem uma composição mais restrita.

Aplicações

Componentes de plantas de processamento químico - reatores, trocadores de calor, válvulas, bombas - para ambientes redutores e oxidantes.

Propriedades físicas e mecânicas

Propriedades físicas à temperatura ambiente:

• Densidade: 8,5 g/cm³
• Temperatura de fusão: 1328-1358 °C

Coeficiente de expansão térmica a altas temperaturas, de 20 °C a:

• 100 °C: 12,4 μm/m⋅K
• 200 °C: 12,4 μm/m⋅K
• 300 °C: 12,6 μm/m⋅K
• 400 °C: 12,9 μm/m⋅K
• 500 °C: 13,2 μm/m⋅K
• 600 °C: 13,3 μm/m⋅K

Condutividade térmica:

• 20 °C: 9,1 W/m · K
• 100 °C: 10,8 W/m · K
• 200 °C: 12,6 W/m · K
• 300 °C: 14,1 W/m · K
• 400 °C: 16,1 W/m · K
• 500 °C: 18,0 W/m · K

Resistividade elétrica:

• 20 °C: 1,28 μΩ·m
• 100 °C: 1,29 μΩ·m
• 200 °C: 1,3 μΩ·m
• 300 °C: 1,31 μΩ·m
• 400 °C: 1,32 μΩ·m
• 500 °C: 1,34 μΩ·m
• 600 °C: 1,35 μΩ·m

Difusividade térmica:

• 20 °C: 0,025 cm²/s
• 100 °C: 0,029 cm²/s
• 200 °C: 0,033 cm²/s
• 300 °C: 0,036 cm²/s
• 400 °C: 0,040 cm²/s
• 500 °C: 0,043 cm²/s
• 600 °C: 0,047 cm²/s

Capacidade térmica específica:

• 20 °C: 428 J/kg⋅K
• 100 °C: 434 J/kg⋅K
• 200 °C: 443 J/kg⋅K
• 300 °C: 455 J/kg⋅K
• 400 °C: 468 J/kg⋅K
• 500 °C: 486 J/kg⋅K

Módulo de elasticidade:

• 20 °C: 207 GPa
• 300 °C: 191 GPa
• 400 °C: 180 GPa
• 500 °C: 173 GPa
• 600 °C: 166 GPa

Propriedades de resistência a altas temperaturas da chapa de liga Hastelloy® C-2000 (1,6 mm de espessura), conforme indicado pelo fabricante:

• 20 °C:
  • Limite de escoamento: 359 MPa
  • Resistência à tração: 752 MPa
  • Alongamento: 64 %
• 93 °C:
  • Resistência ao escoamento: 317 MPa
  • Resistência à tração: 738 MPa
  • Alongamento: 66 % %
• 204 °C:
  • Resistência ao escoamento: 262 MPa
  • Resistência à tração: 662 MPa
  • Alongamento: 65 %
• 316 °C:
  • Limite de escoamento: 234 MPa
  • Resistência à tração: 634 MPa
  • Alongamento: 68 %
• 427 °C:
  • Limite de escoamento: 214 MPa
  • Resistência à tração: 614 MPa
  • Alongamento: 76 %
• 538 °C:
  • Limite de escoamento: 207 MPa
  • Resistência à tração: 565 MPa
  • Alongamento: 75 %
• 649 °C:
  • Limite de escoamento: 207 MPa
  • Resistência à tração: 531 MPa
  • Alongamento: 62 %

Propriedades de resistência a altas temperaturas da chapa de liga Hastelloy® C-2000 (12,7 mm de espessura), conforme indicado pelo fabricante:

• 20 °C:
  • Limite de elasticidade: 345 MPa
  • Resistência à tração: 758 MPa
  • Alongamento: 68 %
• 93 °C:
  • Limite de elasticidade: 317 MPa
  • Resistência à tração: 724 MPa
  • Alongamento: 68 %
• 204 °C:
  • Limite de elasticidade: 241 MPa
  • Resistência à tração: 669 MPa
  • Alongamento: 72 %
• 316 °C:
  • Limite de elasticidade: 214 MPa
  • Resistência à tração: 634 MPa
  • Alongamento: 70 %
• 427 °C:
  • Resistência ao escoamento: 193 MPa
  • Resistência à tração: 607 MPa
  • Alongamento: 72 %
• 538 °C:
  • Resistência ao escoamento: 193 MPa
  • Resistência à tração: 572 MPa
  • Alongamento: 69 %
• 649 °C:
  • Resistência ao escoamento: 193 MPa
  • Resistência à tração: 524 MPa
  • Alongamento: 78 %

Propriedades de resistência a altas temperaturas da barra de liga Hastelloy® C-2000 (25,4 mm de diâmetro), conforme indicado pelo fabricante:

• 20 °C:
  • Limite de escoamento: 359 MPa
  • Resistência à tração: 758 MPa
  • Alongamento: 67 %
• 93 °C:
  • Resistência ao escoamento: 303 MPa
  • Resistência à tração: 710 MPa
  • Alongamento: 68 %
• 204 °C:
  • Resistência ao escoamento: 262 MPa
  • Resistência à tração: 634 MPa
  • Alongamento: 70 %
• 316 °C:
  • Resistência ao escoamento: 228 MPa
  • Resistência à tração: 621 MPa
  • Alongamento: 70 %
• 427 °C:
  • Limite de escoamento: 207 MPa
  • Resistência à tração: 600 MPa
  • Alongamento: 71 %
• 538 °C:
  • Limite de escoamento: 186 MPa
  • Resistência à tração: 565 MPa
  • Alongamento: 72 %
• 649 °C:
  • Resistência ao escoamento: 179 MPa
  • Resistência à tração: 531 MPa
  • Alongamento: 77 %

Propriedades de tração das placas e chapas Hastelloy® C-2000 em função da espessura, conforme indicado pelo fabricante:

• Espessura: 0,6 mm
  • Resistência ao escoamento: 372 MPa
  • Resistência à tração: 752 MPa
  • Alongamento: 61 %
• Espessura: 2 mm
  • Limite de escoamento: 359 MPa
  • Resistência à tração: 758 MPa
  • Alongamento: 64 %
• Espessura: 3,2 mm
  • Limite de escoamento: 359 MPa
  • Resistência à tração: 758 MPa
  • Alongamento: 64 %
• Espessura: 4,8 mm
  • Limite de escoamento: 407 MPa
  • Resistência à tração: 745 MPa
  • Alongamento: 63 %
• Espessura: 6,4 mm
  • Limite de escoamento: 393 MPa
  • Resistência à tração: 731 MPa
  • Alongamento: 63 %
• Espessura: 12,7 mm
  • Limite de escoamento: 365 MPa
  • Resistência à tração: 731 MPa
  • Alongamento: 69 %
• Espessura: 25,4 mm
  • Limite de escoamento: 359 MPa
  • Resistência à tração: 717 MPa
  • Alongamento: 71 %
• Espessura: 38,1 mm
  • Limite de escoamento: 331 MPa
  • Resistência à tração: 696 MPa
  • Alongamento: 76 %

Propriedades de tração de barras e hastes 2.4675 após têmpera designada como F69 de acordo com a norma DIN17752:

• Limite de escoamento: >280 MPa
• Resistência à tração: >690 MPa
• Alongamento: >45 %
• Dureza HBW: <240

Propriedades de tração de placas, tiras e folhas 2.4675 após têmpera designada como F69 de acordo com a norma DIN17752:

• Limite de escoamento: >310 MPa
• Resistência à tração: >690 MPa
• Alongamento: >45 %
• Dureza HBW: <240

Tensão de ruptura das chapas Hastelloy® C-2000:

• 20 °C: >264 J
• -196 °C: >264 J

Comportamento à corrosão

A liga 2000 tem uma resistência muito boa a uma ampla gama de produtos químicos corrosivos, tanto oxidantes como redutores, por exemplo, ácidos sulfúrico, clorídrico e fluorídrico. Resiste a meios oxidantes que contêm iões férricos, iões cúpricos ou oxigénio dissolvido.

Taxa de corrosão em ambientes específicos:

• Ácido acético (CH₃COOH) 99%, em ebulição: 0 mm/ano
• Ácido crómico (H₂CrO₄) 10% °C, a 66 °C: 0,1 mm/ano
• Ácido crómico (H₂CrO₄) 20% °C, a 66 °C: 0,61 mm/ano
• Ácido fórmico (CH₂O₂) 88%, em ebulição: 0,01 mm/ano
• Ácido bromídrico (HBr) 2,5%, fervendo: 0,01 mm/ano
• 5%, fervendo: 0,15 mm/ano
• 7,5%, fervendo: 0,58 mm/ano
• 10%°C, a 79°C: 0,01 mm/ano
• 10% °C, a 93 °C: 0,34 mm/ano
• 15% °C, a 79 °C: 0,1 mm/ano
• 20% °C, a 66 °C: 0,01 mm/ano
• 25% °C, a 52 °C: 0,15 mm/ano
• 30%°C, a 52°C: 0,2 mm/ano
• 30%°C, a 79°C: 0,48 mm/ano
• 40%°C, a 52°C: 0,13 mm/ano
• 40%°C, a 79°C: 0,32 mm/ano
• Ácido clorídrico (HCl) 1%, em ebulição: 0,01 mm/ano
• 2%, em ebulição: 0,09 mm/ano
• 3%°C, a 93°C: 0,02 mm/ano
• 3%, em ebulição: 0,36 mm/ano
• 3,5%°C, a 79°C: 0,01 mm/ano
• 3,5% °C, a 93 °C: 0,65 mm/ano
• 5% °C, a 79 °C: 0,01 mm/ano
• 7,5% °C, a 52 °C: 0,01 mm/ano
• 7,5% °C, a 66 °C: 0,57 mm/ano
• 10% °C, a 38 °C: 0,01 mm/ano
• 10% °C, a 52 °C: 0,28 mm/ano
• 20% °C, a 38 °C: 0,16 mm/ano
• 20% °C, a 52 °C: 0,36 mm/ano
• Ácido fluorídrico (HF) 1% °C, a 66 °C: 0,08 mm/ano
• 1% °C, a 79 °C: 0,18 mm/ano
• 5% °C, a 52 °C: 0,09 mm/ano
• 5% °C, a 79 °C: 0,57 mm/ano
• 10%°C, a 38°C: 0,06 mm/ano
• 10%°C, a 66°C: 0,56 mm/ano
• 20%°C, a 38°C: 0,21 mm/ano
• 20%°C, a 52°C: 0,48 mm/ano
• 30%°C, a 38°C: 0,25 mm/ano
• 30%°C, a 52°C: 0,62 mm/ano
• Ácido nítrico (HNO₃) 20%, em ebulição: 0,02 mm/ano
• 30%, em ebulição: 0,09 mm/ano
• 40%, em ebulição: 0,24 mm/ano
• 50%, fervendo: 0,51 mm/ano
• 60% °C, a 93 °C: 0,19 mm/ano
• 60%, fervendo: 0,94 mm/ano
• 70% °C, a 93 °C: 0,29 mm/ano
• 70%, fervendo: 1,66 mm/ano
• Ácido fosfórico (H₃PO₄) 50%, fervendo: 0,03 mm/ano
• 60%, fervendo: 0,08 mm/ano
• 70%, fervendo: 0,15 mm/ano
• 75%, fervendo: 0,84 mm/ano
• 80% °C, a 93 °C: 0,01 mm/ano
• Ácido sulfúrico (H₂SO₄) 10%, fervendo: 0,09 mm/ano
• 20%, fervendo: 0,18 mm/ano
• 30%, fervendo: 0,42 mm/ano
• 40% °C, a 93 °C: 0,04 mm/ano
• 40%, fervendo: 1,13 mm/ano
• 50% °C, a 93 °C: 0,16 mm/ano
• 60% °C, a 72 °C: 0,02 mm/ano
• 60% °C, a 93 °C: 0,37 mm/ano
• 70% °C, a 72 °C: 0,07 mm/ano
• 70% °C, a 93 °C: 0,42 mm/ano
• 80% °C, a 72 °C: 0,28 mm/ano
• 80% °C, a 93 °C: 0,99 mm/ano
• 90% °C, a 72 °C: 0,07 mm/ano
• 90% °C, a 93 °C: 0,37 mm/ano
• 96% °C, a 72 °C: 0,05 mm/ano
• 96% °C, a 93 °C: 0,19 mm/ano

Resistência à corrosão por pite e fenda - alta. A temperatura crítica de corrosão por pite e fenda em FeCl₃ acidificado a 6% é de 145 °C e 80 °C, respetivamente.

Resistência à corrosão sob tensão - alta. O teste realizado pela norma ASTM G 36 (amostras submetidas a tensão em solução de cloreto de magnésio a 45% em ebulição) não mostrou fissuras após 1008 horas de teste.

Resistência à corrosão em fendas por água do mar - muito alta. Testes com duração de 180 dias em água parada e corrente não mostraram nenhum ataque de corrosão em fendas.

Soldabilidade

Soldabilidade muito boa. Grupo 43 de acordo com a norma ISO 15608.

Seleção de consumíveis de soldagem:

• ENiCrMo-17 / EL-NiCr23Mo16Cu (eletrodo)
• ERNiCrMo-17 / SG-NiCr23Mo16Cu (metal de adição)

Resistência à corrosão - as soldaduras têm uma resistência à corrosão apenas ligeiramente inferior em relação à liga no estado homogéneo não soldado. Comparação das taxas de corrosão das soldaduras Hastelloy® C-2000 em comparação com o produto não soldado:

• Ácido sulfúrico (H₂SO₄) 30%°C, a 66°C: 0,01 mm/ano vs. <0,01 mm/ano
• 50%°C, a 66°C: 0,01 mm/ano vs. <0,01 mm/ano
• 70%°C, a 66°C: 0,06 mm/ano vs. 0,01 mm/ano
• 90%°C, a 66°C: 0,07 mm/ano vs. 0,02 mm/ano
• Ácido clorídrico (HCl) 5% °C, a 38 °C: 0,01 mm/ano vs. <0,01 mm/ano
• 10% °C, a 38 °C: 0,05 mm/ano vs. <0,01 mm/ano
• 15%°C, a 38°C: 0,06 mm/ano vs. 0,18 mm/ano
• 20%°C, a 38°C: 0,2 mm/ano vs. 0,16 mm/ano
• Ácido nítrico (HNO₃) 30%, em ebulição: 0,1 mm/ano vs. 0,09 mm/ano

Tratamento térmico, trabalho e usinagem

Parâmetros recomendados para trabalho e tratamento térmico:

• Trabalho a quente: 1232-954 °C
• Tratamento de solução: 1135-1163 °C; 30 min; têmpera em água

Trabalho a quente - a liga pode ser forjada, laminada, recalcada, extrudada e moldada a quente. Recomenda-se reduções moderadas e reaquecimento frequente para obter resultados ótimos, uma vez que a faixa de temperatura de trabalho a quente é bastante estreita.

O trabalho a frio não reduz a resistência geral à corrosão nem a resistência à corrosão por cloretos, mas pode afetar a resistência à corrosão sob tensão. Assim, após qualquer conformação a frio que resulte num alongamento da fibra externa de 7% ou mais, recomenda-se um recozimento pós-trabalho.

O tratamento térmico de solução envolve a manutenção a ~1149 °C e o arrefecimento em água (peças finas com menos de 10 mm podem ser arrefecidas rapidamente ao ar). Recomenda-se um tempo de manutenção à temperatura de recozimento de 10 a 30 minutos, sendo que as estruturas mais espessas requerem os 30 minutos completos.

Nós fornecemos essa liga de aço como:

• Placas, tiras e chapas de acordo com ASTM B 575 / ASME SB.575, DIN 17750
• Barras de acordo com ASTM B 574 / ASME SB.574, DIN 17752
• Eletrodos revestidos de acordo com DIN 2.4699, SFA 5.11 / A 5.11
• Metal de adição de acordo com DIN 2.4698, SFA 5.14 / A.14
• Tubos sem costura de acordo com ASTM B 622 / ASME SB.622
• Tubos soldados de acordo com ASTM B 619 / ASME SB.619, ASTM B 626 / ASME SB.626
• Acessórios de soldagem de acordo com ASTM B 366 / ASME SB.366, ASTM B 462 / ASME SB.462
• Peças forjadas de acordo com ASTM B 564 / ASME SB.564, ASTM B 462 / ASME SB.462
• Peças de acordo com NACE MR0175 / ISO 15156, API 6ACRA, Werkstoffblatt 539, Kennblatt 9679, 9678, 9677