Alloy C4, UNS N06455, 2.4610, Hastelloy® C-4 - liga de níquel

Alloy C4, UNS N06455, 2.4610, Hastelloy® C-4 - liga de níquel de acordo com a norma DIN 17744:2019 e ASME SB366-21

Alloy C4, 2.4610, Hastelloy® C-4 – descrição

A liga C4 é uma liga ternária sem tungsténio, com baixo teor de carbono e silício, composta por níquel, crómio e molibdénio, com adição de titânio para estabilizar o carbono residual. Tem uma estabilidade excepcional a altas temperaturas, excelente resistência a ambientes aquosos agressivos e boa soldabilidade. Pode ser vista como uma variante mais estável e com melhor soldabilidade da liga C-276.

Estabilidade térmica e soldabilidade – A liga C4 apresenta boa ductilidade e resistência à corrosão após envelhecimento prolongado a 650 a 1040 °C. Resiste à formação de precipitados nos limites dos grãos em zonas afetadas pelo calor da soldadura e é adequada para a maioria das aplicações de processos químicos sem qualquer tratamento térmico adicional pós-soldadura. Tem excelente resistência à corrosão sob tensão e a atmosferas oxidantes até 1040 °C.

Aplicações

A liga C-4 é usada principalmente em processos químicos.

Alloy C4, Hastelloy® C-4 - propriedades físicas e mecânicas

Propriedades físicas à temperatura ambiente:

• Densidade: 8,64 g/cm³

Coeficiente de expansão térmica a alta temperatura, de 20 °C a:

• 93 °C: 10,8 μm/m⋅K
• 205 °C: 11,9 μm/m⋅K
• 315 °C: 12,6 μm/m⋅K
• 425 °C: 13,0 μm/m⋅K
• 540 °C: 13,3 μm/m⋅K
• 650 °C: 13,5 μm/m⋅K
• 760 °C: 14,4 μm/m⋅K
• 870 °C: 14,9 μm/m⋅K
• 980 °C: 15,7 μm/m⋅K

Capacidade térmica específica a alta temperatura:

• 0 °C: 406 J/kg⋅K
• 100 °C: 426 J/kg⋅K
• 200 °C: 448 J/kg⋅K
• 300 °C: 465 J/kg⋅K
• 400 °C: 477 J/kg⋅K
• 500 °C: 490 J/kg⋅K
• 600 °C: 502 J/kg⋅K

Difusividade térmica a alta temperatura:

• 20 °C: 2,8 10^–6⋅m²/s
• 100 °C: 3,1 10^–6⋅m²/s
• 200 °C: 3,3 10^–6⋅m²/s
• 300 °C: 3,7 10^–6⋅m²/s
• 400 °C: 4,0 10^–6⋅m²/s
• 500 °C: 4,3 10^–6⋅m²/s
• 600 °C: 4,7 10^–6⋅m²/s

Condutividade térmica a alta temperatura:

• 20 °C: 10,0 W/m · K
• 100 °C: 11,4 W/m · K
• 200 °C: 13,2 W/m · K
• 300 °C: 14,9 W/m · K
• 400 °C: 16,6 W/m · K
• 500 °C: 18,4 W/m · K
• 600 °C: 20,4 W/m · K

Resistividade elétrica em alta temperatura:

• 20 °C: 1,25 μΩ·m
• 200 °C: 1,26 μΩ·m
• 400 °C: 1,28 μΩ·m
• 600 °C: 1,32 μΩ·m

Módulo de elasticidade a alta temperatura de uma placa Hastelloy® C-4 com 12,7 mm de espessura, tratada termicamente a 1065 °C e temperada:

• 93 °C: 10,0 GPa
• 205 °C: 11,4 GPa
• 315 °C: 13,2 GPa
• 425 °C: 14,9 GPa
• 540 °C: 16,6 GPa
• 650 °C: 18,4 GPa
• 760 °C: 20,4 GPa
• 870 °C: 18,4 GPa
• 980 °C: 20,4 GPa

propriedades de tração das barras e hastes de liga C4 após o revenimento designado como F69 de acordo com a norma DIN 17752:2019:

• Limite de escoamento: >280 MPa
• Resistência à tração: >690 MPa
• Alongamento: >35 %
• Dureza HBW: <240

Propriedades de tração das placas e chapas de liga C4 após têmpera designada como F69 de acordo com a norma DIN 17752:2019:

• D: <5 mm
  • Limite de escoamento: >305 MPa
  • Resistência à tração: >690 MPa
  • Alongamento: >40 %
  • Dureza HBW: <240
• D: <5 mm
  • Limite de escoamento: >280 MPa
  • Resistência à tração: >690 MPa
  • Alongamento: >40 %
  • Dureza HBW: <240

Comportamento à corrosão

A liga C-4 tem uma resistência geral à corrosão muito boa e alta resistência à corrosão por pite.

Oxidação a alta temperatura - resistência muito boa até 1040 °C.

Halogenação - resistência muito boa. A C-4 é uma das ligas mais resistentes ao ácido clorídrico (HCl), o que fica evidente pela perda de metal após exposição ao HCl em temperaturas elevadas:

• HCl 300h; 400 °C: 0,55 mg/cm²
• HCl 1000h; 400 °C: 1,12 mg/cm²
• HCl 100h; 500 °C: 2,09 mg/cm²
• HCl 300h; 500 °C: 3,36 mg/cm²
• HCl 1000h; 500 °C: 7,24 mg/cm²
• HCl 100h; 600 °C: 7,31 mg/cm²
• HCl 300h; 600 °C: 19,14 mg/cm²
• HCl 96h; 700 °C: 34,9 mg/cm²

Corrosão por pite em ambientes clorídricos - boa resistência. A temperatura crítica de corrosão por pite em FeCl₃ a 6% durante um período de 24 horas é de 37,5 °C. Para uma solução de MgCl₂ a 20,4%, a temperatura é de 230 °C.

Taxa de corrosão em ambientes específicos:

• Ácido acético (CH₃COOH) 99%, em ebulição: 0 mm/ano;
• Cloreto férrico (FeCl₃) 10%, em ebulição: 3,5 mm/ano;
• Ácido fórmico (CH₂O₂) 88%, em ebulição: 0,05 mm/ano;
• Ácido clorídrico (HCl) 1%, em ebulição: 0,625 mm/ano;
• ^ 1,5%, em ebulição: 1,6 mm/ano;
• ^ 2%°C, a 90°C: 0,775 mm/ano;
• ^ 2%, em ebulição: 2,05 mm/ano;
• ^ 2,5% °C, a 90 °C: 0,85 mm/ano;
• ^ 2,5%, fervendo: 1,1 mm/ano;
• ^ 10%, fervendo: 5,7 mm/ano;
• ^ 5% + 42 g/L Fe₂(SO₄)₃ °C, a 66 °C: 0,075 mm/ano;
• ^ 5% + 2% HF°C, a 70°C: 0,85 mm/ano;
• Ácido fluorídrico (HF) 2%°C, a 70°C: 0,425 mm/ano;
• ^ 5%°C, a 70°C: 0,375 mm/ano;
• Ácido nítrico (HNO₃) 10%, em ebulição: 0,175 mm/ano;
• ^ 65%, em ebulição: 5,425 mm/ano;
• ^ 5% + 6% HF°C, a 60 °C: 5,1 mm/ano;
• ^ 5% + 25% H₂SO₄ + 4% NaCl, em ebulição: 2,425 mm/ano;
• ^ 5% + 1% HCl, em ebulição: 0,275 mm/ano;
• ^ 5% + 2,5% HCl, em ebulição: 0,65 mm/ano;
• ^ 9% + 15,8% HCl°C, a 52 °C: 2,85 mm/ano;
• Ácido sulfúrico (H₂SO₄) 2%°C, a 66 °C: 0 mm/ano;
• ^ 2%, fervendo: 0,15 mm/ano;
• ^ 5% °C, a 79 °C: 0,025 mm/ano;
• ^ 5%, fervendo: 0,4 mm/ano;
• ^ 10%, fervendo: 0,625 mm/ano;
• ^ 20% °C, a 66 °C: 0,0125 mm/ano;
• ^ 20% °C, a 79 °C: 0,05 mm/ano;
• ^ 20%, fervura: 0,9 mm/ano;
• ^ 30% °C, a 66 °C: 0,0125 mm/ano;
• ^ 30% °C, a 79 °C: 0,075 mm/ano;
• ^ 30%, fervendo: 1,825 mm/ano;
• ^ 40%°C, a 38°C: 0,0125 mm/ano;
• ^ 40%°C, a 66°C: 0,225 mm/ano;
• ^ 40%°C, a 79°C: 0,375 mm/ano;
• ^ 50%°C, a 38°C: 0,0125 mm/ano;
• ^ 50%°C, a 66°C: 0,325 mm/ano;
• ^ 50%°C, a 79°C: 0,625 mm/ano;
• ^ 60%°C, a 38°C: 0,025 mm/ano;
• ^ 70%°C, a 38°C: 0,05 mm/ano;
• ^ 80%°C, a 38°C: 0,0125 mm/ano;
• ^ 5% + 0,1% HCl, fervendo: 1,225 mm/ano;
• ^ 5% + 0,5% HCl, fervendo: 2,275 mm/ano;
• ^ 10% + 1% HCl°C, a 70°C: 0,6 mm/ano;
• ^ 10% + 1% HCl°C, a 90°C: 1,65 mm/ano;
• ^ 10% + 1% HCl, em ebulição: 4,8 mm/ano;
• ^ 10% + 2% HF, em ebulição: 0,65 mm/ano;
• ^ 25% + 200 ppm Cl^-°C, a 70 °C: 0,925 mm/ano;
• ^ 25% + 200 ppm Cl^-, em ebulição: 4,55 mm/ano;
• ^ 12% + 1,2% HCl + 1% FeCl₃ + 1% CuCl₂, em ebulição: 20,925 mm/ano;
• ^ 23% + 1,2% HCl + 1% FeCl₃ + 1% CuCl₂, em ebulição: 53,875 mm/ano;
• ^ 50% + 42g/L Fe₂(SO₄)₃ (ASTM G 28A), fervura: 3,575 mm/ano;

Soldabilidade

A liga C-4 resiste à formação de precipitados nas zonas afetadas pelo calor da soldadura e é adequada para a maioria das aplicações de processos químicos na condição soldada.

Grupo de soldabilidade 43 (ISO 15608), brasagem P-número 111 (ASME secção IX).

Seleção de consumíveis de soldagem para N06625:

• Eletrodos revestidos: ENiCrMo-7
• Metal de adição: ERNiCrMo-7

Tratamento térmico, trabalho e usinagem

Parâmetros recomendados para trabalho e tratamento térmico:

• Forjamento: 1177-954 °C
• Recozimento suave: 1065±14 °C; 30 min; WQ

Forjamento - a liga pode ser forjada a quente dentro de uma faixa de temperatura bastante estreita, começando em 1177 °C e terminando em 954 °C. Reduções moderadas e reaquecimento frequente são recomendados para obter resultados ideais. A liga é sensível à deformação.

O trabalho a frio não reduz a resistência geral à corrosão, mas pode afetar a resistência à corrosão sob tensão. O recozimento pós-trabalho é importante para obter o melhor desempenho contra corrosão.

O recozimento envolve aquecimento a 1066 °C e têmpera em água. Recomenda-se um tempo de manutenção na temperatura de recozimento de 10 a 30 minutos, com estruturas mais espessas a exigirem os 30 minutos completos. O recozimento é essencial após operações de conformação a quente e qualquer conformação a frio que resulte num alongamento da fibra externa de 7% ou mais.

Tratamento térmico pós-soldagem para aplicações cáusticas - Aqueça o material a 705 °C e mantenha essa temperatura por pelo menos 0,5 horas por 25 mm de espessura. Determine as taxas de aquecimento e resfriamento com base na forma da peça. Para formas complexas com espessuras não uniformes, use taxas de aquecimento e resfriamento de 111 °C por hora. Formas com espessuras uniformes podem empregar aquecimento e resfriamento a ar mais rápidos.

Nós fornecemos essa liga de aço como:

• Barras, fios e peças forjadas de acordo com ASMT B 574 / ASME SB-574, DIN 17752
• Placas, tiras e chapas de acordo com ASTM B 575 / ASME SB-575, DIN 17750
• Tubos soldados de acordo com ASTM B 617 / ASME SB-619
• Tubos sem costura de acordo com ASTM B 622 / ASME SB-622
• Acessórios soldados de acordo com ASTM B 366 / ASME SB-366