Alloy B3, 2.4600, UNS N10675, Hastelloy® B3 - liga de níquel

Alloy B3, 2.4600, UNS N10675, Hastelloy® B-3 - liga de níquel de acordo com ASTM B366, DIN 17750

Alloy B3, 2.4600, Hastelloy® B3 – descrição

A liga B3 é uma liga de Ni-Mo, uma terceira geração na família de ligas do tipo B. Uma rápida visão geral da história dessa família ajuda a entender bem os seus principais pontos fortes. A liga B tem sido usada desde cerca de 1929 em aplicações que exigem excelente resistência a produtos químicos não oxidantes, mas tem uma desvantagem significativa: deterioração da solda. A liga B-2 resolveu esse problema e suas soldas são muito mais resistentes à corrosão, mas ela fica muito frágil quando exposta a temperaturas entre 540 e 815 °C. A liga B3 oferece estabilidade térmica, fabricabilidade e resistência à corrosão sob tensão significativamente melhores do que a liga B-2, ao mesmo tempo que proporciona a mesma excelente resistência ao ácido clorídrico e outros agentes fortemente redutores.

Normas selecionadas que descrevem a liga:

• ASTM B 333, ASME SB-333 - Chapas, tiras e folhas
• ASTM B 335, ASME SB-335 - Barras
• ASTM B 626, ASME SB-626 - Tubos soldados
• ASTM B 622, ASME SB-622 - Tubos sem costura
• ASTM B 366, ASME SB-366 - Acessórios soldados
• DIN 17750 - Propriedades de chapas, tiras e folhas
• DIN 17744 - Composição química

Aplicações

A liga B-3 é usada principalmente no processamento químico para equipamentos que lidam com ácido clorídrico (todas as concentrações e temperaturas), ácido sulfúrico, ácido acético e ácido fosfórico.

Alloy B3, Hastelloy® B-3 - propriedades físicas e mecânicas

Propriedades físicas e mecânicas à temperatura ambiente do Hastelloy® B3, de acordo com o fabricante:

• Densidade: 9,22 g/cm³
• Resistividade elétrica: 1,37 μΩ⋅m
• Difusividade térmica: 3,0 ⋅ 10^-6⋅m²/s
• Coeficiente de expansão térmica: 10,6 μm/m⋅K
• Temperatura de fusão: 1370-1418 °C
• Módulo de elasticidade: 216 GPa

Propriedades mecânicas do 2.4600 de acordo com a norma DIN 17750:

• Limite de escoamento: >340 MPa
• Resistência à tração: >750 MPa
• Alongamento: >40%
• Dureza HBW: <240

Propriedades de tração do Hastelloy® B-3chapas com 3,2 mm de espessura, recozidas brilhantes:

• Temperatura ambiente
  • Resistência à tração: 860 MPa
  • Limite de escoamento: 420 MPa
  • Alongamento: 53,4 %
• 100 °C:
  • Resistência à tração: 830 MPa
  • Limite de escoamento: 380 MPa
  • Alongamento: 56,9 %
• 200 °C:
  • Resistência à tração: 760 MPa
  • Limite de escoamento: 325 MPa
  • Alongamento: 59,7 %
• 315 °C:
  • Resistência à tração: 720 MPa
  • Limite de escoamento: 300 MPa
  • Alongamento: 63,4 %
• 425 °C:
  • Resistência à tração: 705 MPa
  • Limite de escoamento: 290 MPa
  • Alongamento: 62,0 %
• 540 °C:
  • Resistência à tração: 675 MPa
  • Limite de escoamento: 270 MPa
  • Alongamento: 59,0 %
• 650 °C:
  • Resistência à tração: 715 MPa
  • Limite de escoamento: 315 MPa
  • Alongamento: 55,8 %

Propriedades de tração das placas Hastelloy® B-3 com 6,4 mm de espessura, tratadas por solução:

• Temperatura ambiente
  • Resistência à tração: 885 MPa
  • Limite de escoamento: 400 MPa
  • Alongamento: 57,8 %
• 100 °C:
  • Resistência à tração: 845 MPa
  • Limite de escoamento: 375 MPa
  • Alongamento: 58,2 %
• 200 °C:
  • Resistência à tração: 795 MPa
  • Limite de escoamento: 330 MPa
  • Alongamento: 60,9 %
• 315 °C:
  • Resistência à tração: 765 MPa
  • Limite de escoamento: 305 MPa
  • Alongamento: 61,6 %
• 425 °C:
  • Resistência à tração: 745 MPa
  • Limite de escoamento: 285 MPa
  • Alongamento: 61,7 %
• 540 °C:
  • Resistência à tração: 730 MPa
  • Limite de escoamento: 275 MPa
  • Alongamento: 61,7 %
• 650 °C:
  • Resistência à tração: 735 MPa
  • Limite de escoamento: 290 MPa
  • Alongamento: 64,6 %

Estabilidade térmica da liga Hastelloy® B-3 - valores de alongamento em função do tempo de exposição à temperatura determinada:

• T. duração 1000 h, 425 °C: 57,2 %
• Duração da temperatura 1000 h, 480 °C: 50 %
• Duração da temperatura 1000 h, 540 °C: 48,4 %
• Duração da temperatura 1000 h, 595 °C: 38,8 %
• Duração da temperatura 8000 h, 425 °C: 57,4 %
• Duração 8000 h, 480 °C: 48,9 %
• Duração 8000 h, 540 °C: 47,1 %
• Duração 8000 h, 595 °C: 28,7 %
• Duração 16 000 h, 425 °C: 57,6 %
• Duração do teste 16 000 h, 480 °C: 48,8 %
• Duração do teste 16 000 h, 540 °C: 43,7 %
• Duração do teste 16 000 h, 595 °C: 25,3 %

Comportamento à corrosão

De todas as ligas à base de níquel, a liga B-3, juntamente com a liga B-2, apresentam a maior resistência ao ácido clorídrico HCl e uma resistência extremamente elevada a outros compostos redutores, enquanto a liga B-3 tem uma melhor resistência à corrosão sob tensão e estabilidade térmica. Tenha em atenção que os sais de ferro e cobre aceleram significativamente a corrosão e podem formar-se quando o ácido clorídrico entra em contacto com ferro ou cobre, pelo que a liga B3 não deve ser utilizada em locais onde o ferro ou o cobre entrem em contacto com ácido clorídrico.

Taxas médias de corrosão em soluções a ferver:

• Ácido acético CH₃COOH, 50%: 0,005 mm/ano
• Ácido fórmico CH₂O₂, 40%: 0,013 mm/ano
• Ácido fosfórico H₃PO₄, 55%: 0,076 mm/ano
• Ácido sulfúrico H₂SO₄, 50%: 0,043 mm/ano
• Ácido clorídrico HCl, 20%: 0,305 mm/ano

Fissuração por corrosão sob tensão - resistência muito boa. Após 1008 horas de teste numa solução fervente de cloreto de magnésio a 45% (de acordo com a norma ASTM G 36), a liga B-3 não apresentou fissuras.

Soldabilidade

Grupo de soldabilidade 44 (de acordo com a ISO 15608), brasagem P-número 112 (ASME secção IX). Metal de adição: ERNiMo-7

Se o trabalho a frio for superior a 7%, deve ser realizado um recozimento de solução antes da soldagem, caso contrário, a liga fica suscetível a trincas.

Tratamento térmico, trabalho e usinagem

A liga pode ser forjada a quente e trabalhada a frio. Tratamento térmico típico:

• Forjamento: 1230-980 °C
• Solução: 1060 °C; arrefecimento com água ou ar rápido