Alloy MP35N, 2.4999, UNS R30035 - liga de níquel
Alloy MP35N, 2.4999, UNS R30035 - liga de níquel de acordo com AMS 5844 e API 6ACRA
| Norma | Grau | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Composição química % | |||||||||||
| Ni: | Co: | Cr: | Mo: | Fe: | Ti: | Mn: | Si: | C: | S: | P: | |
| ASTM / UNS | Alloy MP35N / UNS R30035 | ||||||||||
| 33.0-37.0 | Saldo | 19.0-21.0 | 9.0-10.5 | <1.0 | <1.0 | <0.15 | <0.15 | <0.025 | <0.01 | <0.015 | |
| Haynes® Internacional / Latrobe | Haynes® MP35N / Latrobe MP35N | ||||||||||
| 35.0 | 35.0 | 20.0 | 10.0 | - | - | - | - | - | - | - | |
| GOST | 35N32KChM / 35H32KXM | ||||||||||
| 33.0-37.0 | 31.0-33.0 | 19.0-21.0 | 9.0-10.5 | <1.0 | <1.0 | <0.15 | <0.15 | <0.025 | <0.01 | <0.015 | |
| DIN | 2.4999 | ||||||||||
| 35.0 | Saldo | 20.0 | 10.0 | - | - | - | - | 0.01 | - | - | |
MP35N, 2.4999 – descrição
A liga MP35N (UNS R30035) é uma superliga de alto desempenho Ni-Co-Cr-Mo, endurecida por envelhecimento, que combina resistência ultraelevada a baixas temperaturas, alta ductilidade e alta resistência à corrosão em uma ampla gama de ambientes corrosivos, incluindo resistência à corrosão sob tensão em condições de alta resistência. A MP35N é reforçada por trabalho a frio e envelhecimento. O trabalho a frio causa a transformação da fase sólida de parte da matriz de uma estrutura cristalina cúbica de face centrada (fcc) para uma estrutura hexagonal compacta (hcp), o que é possível devido ao alto teor de cobalto. A reação é chamada de reação multifásica, devido ao MP na designação da liga. O envelhecimento estabiliza as duas fases, reforçando ainda mais a liga. É o material de maior resistência aprovado pela NACE MR0175/ISO 15156 e API 6ACRA para componentes estruturais em ambientes agressivos e ácidos.
Existem duas versões principais desta liga:
- AMS 5844 e AMS 5845 - para a indústria aeronáutica
- NACE MR0175 / ISO 15156 e API 6ACRA - para a indústria de petróleo e gás
Observe que os materiais AMS 5844 são fornecidos na condição trefilada a frio e, para atingir as propriedades finais, precisam ser envelhecidos, enquanto os materiais AMS 5845 e NACE MR0175 / ISO 15156 são fornecidos trefilados a frio e envelhecidos.
Além disso, os produtos de liga MP35N são diferenciados pela sua resistência à tração. Exemplos são as versões designadas como 220ksi / 1517MPa ou 265ksi / 1827MPa (tanto a notação americana em ksi quanto a notação europeia em MPa são comuns). A resistência à tração depende da deformação a frio e do tratamento térmico.
O MP35N é produzido por fusão por indução a vácuo, seguida de refundição por arco a vácuo, para proporcionar controlo químico e solidificação adequada do lingote.
Aplicações
A liga MP35N é usada na indústria aeronáutica para fixadores, molas, estruturas de aeronaves e tirantes (AMS 5844, 5845) e na indústria de petróleo e gás para componentes estruturais de alta resistência, eixos de transmissão para bombas de petróleo de fundo de poço e produtos tubulares. Além disso, é usada em implantes cirúrgicos e em aplicações médicas marítimas.
Propriedades físicas e de tração
Propriedades físicas à temperatura ambiente:
- Densidade: 8,43 g/cm3
- Temperatura de fusão: 1315-1440 °C
Coeficiente de expansão térmica a alta temperatura, de 20 °C a:
- 100 °C: 12,8 μm/m⋅K
- 200 °C: 13,7 μm/m⋅K
- 315 °C: 14,8 μm/m⋅K
- 425 °C: 14,9 μm/m⋅K
- 540 °C: 15,7 μm/m⋅K
Condutividade térmica:
- -184 °C: 6,5 W/m · K
- -73 °C: 9,1 W/m · K
- 20 °C: 11,2 W/m · K
- 100 °C: 12,7 W/m · K
- 200 °C: 15,0 W/m · K
- 315 °C: 17,0 W/m · K
- 425 °C: 19,2 W/m · K
- 540 °C: 21,3 W/m · K
- 650 °C: 23,4 W/m · K
Resistividade elétrica:
- -184 °C: 0,986 μΩ·m
- -73 °C: 1,011 μΩ·m
- 20 °C: 1,033 μΩ·m
- 100 °C: 1,051 μΩ·m
- 200 °C: 1,078 μΩ·m
- 315 °C: 1,104 μΩ·m
- 425 °C: 1,129 μΩ·m
- 540 °C: 1,154 μΩ·m
- 650 °C: 1,179 μΩ·m
Módulo de Young do MP35N recozido:
- 20 °C: 232,8 GPa
- 232 °C: 216 GPa
- 482 °C: 201 GPa
Módulo de Young do MP35N trabalhado a frio e envelhecido:
- 20 °C: 234,8 GPa
- 232 °C: 219 GPa
- 482 °C: 201,3 GPa
Módulo de cisalhamento do MP35N recozido:
- 20 °C: 83,36 GPa
- 232 °C: 77,84 GPa
- 482 °C: 70,60 GPa
Módulo de cisalhamento do MP35N trabalhado a frio e envelhecido:
- 20 °C: 80,95 GPa
- 232 °C: 74,74 GPa
- 482 °C: 67,78 GPa
Propriedades de tração à temperatura ambiente do MP35N em função da redução por trabalho a frio e do tratamento térmico:
- Redução por trabalho a frio: 0 %
- Resistência à tração: 931 MPa
- Limite de escoamento: 414 MPa
- Alongamento: 70 %
- Redução da área: 70 %
- Dureza: 8 HRC
- + envelhecido (4h a 540 °C, AC)
- Resistência à tração: 931 MPa
- Limite de escoamento: 414 MPa
- Alongamento: 68 %
- Redução da área: 77 %
- Dureza: 7 HRC
- Redução por trabalho a frio: 15 %
- Resistência à tração: 1069 MPa
- Limite de escoamento: 814 MPa
- Alongamento: 41 %
- Redução da área: 70 %
- Dureza: 29 HRC
- + envelhecido (4h a 540 °C, AC)
- Resistência à tração: 1089 MPa
- Limite de escoamento: 862 MPa
- Alongamento: 70 %
- Redução da área: 33 %
- Dureza: 7 HRC
- Redução por trabalho a frio: 25 %
- Resistência à tração: 1172 MPa
- Limite de escoamento: 1034 MPa
- Alongamento: 28 %
- Redução da área: 65 %
- Dureza: 34 HRC
- + envelhecido (4h a 540 °C, AC)
- Resistência à tração: 1282 MPa
- Limite de escoamento: 1207 MPa
- Alongamento: 24 %
- Redução da área: 65 %
- Dureza: 39 HRC
- Redução por trabalho a frio: 35 %
- Resistência à tração: 1336 MPa
- Limite de escoamento: 1062 MPa
- Alongamento: 22 %
- Redução da área: 67 %
- Dureza: 42 HRC
- + envelhecido (4h a 540 °C, AC)
- Resistência à tração: 1400 MPa
- Limite de escoamento: 1344 MPa
- Alongamento: 21 %
- Redução da área: 62 %
- Dureza: 43 HRC
- Redução por trabalho a frio: 45 %
- Resistência à tração: 1572 MPa
- Limite de escoamento: 1303 MPa
- Alongamento: 17 %
- Redução da área: 62 %
- Dureza: 47 HRC
- + envelhecido (4h a 540 °C, AC)
- Resistência à tração: 1772 MPa
- Limite de escoamento: 1731 MPa
- Alongamento: 12 %
- Redução da área: 52 %
- Dureza: 46 HRC
- Redução por trabalho a frio: 53-55 %
- Resistência à tração: 1827 MPa
- Limite de escoamento: 1413 MPa
- Alongamento: 12 %
- Redução da área: 50 %
- Dureza: 47 HRC
- + envelhecido (4h a 540 °C, AC)
- Resistência à tração: 2068 MPa
- Limite de escoamento: 1999 MPa
- Alongamento: 10 %
- Redução da área: 48 %
- Dureza: 50 HRC
- Redução por trabalho a frio: 65 %
- Resistência à tração: 1931 MPa
- Limite de escoamento: 1620 MPa
- Alongamento: 11 %
- Redução da área: 49 %
- Dureza: 50 HRC
Propriedades de ruptura por tensão - tensão que causa ruptura em:
- Versão 220 ksi (1517 MPa), de acordo com AMS 5844/5845
- 540 °C, 10h: 1288 MPa
- 540 °C, 200 h: 1151 MPa
- 540 °C, 1000 h: 951 MPa
- 590 °C, 10 h: 1137 MPa
- 590 °C, 200 h: 916 MPa
- 590 °C, 1000 h: 661 MPa
- 650 °C, 10h: 916 MPa
- 650 °C, 200h: 641 MPa
- Versão 265 ksi (1827 MPa), de acordo com AMS 5844/5845
- 540 °C, 10h: 1440 MPa
- 540 °C, 200 h: 1233 MPa
- 540 °C, 1000 h: 985 MPa
- 590 °C, 10 h: 1219 MPa
- 590 °C, 200 h: 951 MPa
- 590 °C, 1000 h: 661 MPa
- 650 °C, 10h: 944 MPa
- 650 °C, 200h: 641 MPa
R.R. Moore resistência à fadiga por flexão:
- Versão 220 ksi (1517 MPa), de acordo com AMS 5844/5845
- 106h: 689 MPa
- 107h: 620 MPa
- 108h: 606 MPa
- 265 ksi (1827 MPa) versão, de acordo com AMS 5844/5845
- 106h: 744 MPa
- 107h: 682 MPa
- 108h: 668 MPa
Resistência ao impacto Charpy com entalhe em V de 49% da liga MP35N trefilada a frio e envelhecida (4h, 650 °C):
- 20 °C: 25,6 J
- -73 °C: 23,2 J
- -129 °C: 20,7 J
- -196 °C: 21,8 J
- -253 °C: 18,3 J
Resistência à corrosão
Excelente resistência a ácidos nítrico, clorídrico e sulfúrico, sulfureto de hidrogénio, água do mar e ambientes com névoa salina. Resistência excepcional à corrosão sob tensão (SCC) e à fragilização por hidrogénio, mesmo em níveis de resistência muito elevados em condições ambientais severas. Alta resistência a ataques localizados, como corrosão por pite e corrosão em fendas. Na água do mar, o MP35N é quase imune à corrosão.
De acordo com a NACE MR0175/ISO15156 para MP35N, «quaisquer combinações de temperatura pH2S, concentração de cloreto e pH in situ que ocorram em ambientes de produção são aceitáveis».
Sabe-se que a ebulição de 85-89% de ZnCl2 causa SCC na liga MP35N.
Soldabilidade
Soldabilidade muito boa, semelhante à do aço inoxidável 304. No entanto, a zona afetada pelo calor da solda fica enfraquecida e não é possível recuperar a resistência simplesmente usando tratamento térmico pós-soldagem, porque o MP35N ganha resistência através do trabalho a frio.
Tratamento térmico, trabalho e usinagem
O trabalho a frio é uma etapa importante no processo de produção, que determina a resistência do produto final. Normalmente, os produtos são entregues em uma condição de trabalho a frio. A deformação a frio chega a 65%.
Tratamento térmico de acordo com AMS 5844 / 5845 (resistência máxima à ruptura por tensão):
- Tratamento de solução: 1040-1050 °C 4-8h; AC
- Envelhecimento: 540-650 °C 4-4,5h; AC
Envelhecimento de acordo com a norma NACE MR0175 / ISO15156 - a norma descreve os seguintes 6 tratamentos de envelhecimento:
- Para molas: 649 °C; 4h
- Para qualquer equipamento 1: 704 °C; 4h
- Para qualquer equipamento 2: 732 °C; 4h
- Para qualquer equipamento 3 (melhor resistência à SCC. menor resistência à tração): 774 °C; 6h
- Para qualquer equipamento 4: 788 °C; 4h
- Para qualquer equipamento 5: 802 °C; 2h
- Para qualquer equipamento 6: 816 °C; 1h
Todos os tratamentos acima mencionados melhoram a resistência à corrosão sob tensão (SCC) em detrimento da resistência à tração. A melhor resistência à SSC é proporcionada pelo tratamento de 6h a 744 °C.
Nós fornecemos essa liga de aço como:
- Barras trefiladas a frio de acordo com a norma AMS 5844
- Barras trefiladas a frio e envelhecidas de acordo com a norma AMS 5845
- Barras trefiladas a frio e envelhecidas de acordo com a norma NACE MR0175 / ISO 15156
- Barras retificadas sem centro de acordo com a norma AMS 5758
- Acessórios de acordo com a norma AMS 7468
- Implantes cirúrgicos de acordo com a norma ASTM F 562
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