Haynes HR-160®, NiFe28Co30Si3, Ni61060 - níquel-metal

Haynes HR-160®, NiCr28Co30Si3, Ni6160 - liga de níquel de acordo com a ISO 18274 e outras normas

Haynes® HR-160®, NiCr28Co30Si3 – descrição

Haynes® HR-160® (UNS N12160) é uma liga de níquel-cobalto-cromo-silício com excelente resistência à sulfidação e ao ataque de cloretos em ambientes redutores e oxidantes, boa resistência à oxidação, corrosão a quente, carburação, nitretação e corrosão induzida por outras impurezas químicas, como fósforo ou vanádio. Em suma, tem um desempenho muito bom em atmosferas de combustão de combustível de baixa qualidade (biomassa, resíduos de esgoto, carvão de baixa qualidade) com controlo limitado de impurezas.

HR-160 tem excelentes características de soldagem e conformação. A liga está abrangida pela ASME Secção VII Divisão 1 para construção até 815 °C. O Código Caso 2385 abrange a liga para construção até 982 °C. Espessura máxima da placa nas juntas soldadas - 1,27 cm.

A estrutura austenítica do HR-160 é muito estável. O envelhecimento a longo prazo a 650-870 °C não produz fases sigma nem mu, mas carbonetos Cr₂₃C₆ e fase Ni₁₆Ti₆Si₇ G, que são muito menos prejudiciais à ductilidade. A liga é não magnética em condições recozidas e trabalhadas a frio.

Aplicações

Usada em incineradores industriais, municipais, de resíduos perigosos e nucleares, sistemas de gaseificação de carvão, caldeiras de recuperação de pasta de papel e fábricas de processamento de enxofre para recuperadores, permutadores de calor e tubagens. Este artigo descreve como o HR-160 é usado em geradores de gás de síntese.

Propriedades físicas e de tração

Propriedades físicas à temperatura ambiente:

• Densidade: 8,08 g/cm³

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

• 100 °C: 13,0 μm/m⋅K
• 200 °C: 13,7 μm/m⋅K
• 300 °C: 14,0 μm/m⋅K
• 400 °C: 14,4 μm/m⋅K
• 500 °C: 14,9 μm/m⋅K
• 600 °C: 15,5 μm/m⋅K
• 700 °C: 15,7 μm/m⋅K
• 800 °C: 16,6 μm/m⋅K
• 900 °C: 17,1 μm/m⋅K

Capacidade térmica específica:

• 20 °C: 462 J/kg⋅K
• 100 °C: 587 J/kg⋅K
• 200 °C: 506 J/kg⋅K
• 300 °C: 521 J/kg⋅K
• 400 °C: 542 J/kg⋅K
• 500 °C: 562 J/kg⋅K
• 600 °C: 597 J/kg⋅K
• 700 °C: 653 J/kg⋅K
• 800 °C: 672 J/kg⋅K
• 900 °C: 689 J/kg⋅K
• 1000 °C: 704 J/kg⋅K
• 1100 °C: 719 J/kg⋅K
• 1200 °C: 732 J/kg⋅K

Resistividade elétrica:

• 100 °C: 1,112 μΩ·m
• 200 °C: 1,238 μΩ·m
• 300 °C: 1,147 μΩ·m
• 400 °C: 1,167 μΩ·m
• 500 °C: 1,186 μΩ·m
• 600 °C: 1,206 μΩ·m
• 700 °C: 1,224 μΩ·m
• 800 °C: 1,231 μΩ·m
• 900 °C: 1,238 μΩ·m
• 1000 °C: 1,245 μΩ·m
• 1100 °C: 1,252 μΩ·m
• 1200 °C: 1,267 μΩ·m

Difusividade térmica:

• 20 °C: 29,4 10^–6⋅m²/s
• 100 °C: 30,8 10^–6⋅m²/s
• 200 °C: 33,6 10^–6⋅m²/s
• 300 °C: 37,0 10^–6⋅m²/s
• 400 °C: 40,6 10^–6⋅m²/s
• 500 °C: 44,3 10^–6⋅m²/s
• 600 °C: 45,6 10^–6⋅m²/s
• 700 °C: 47,2 10^–6⋅m²/s
• 800 °C: 48,6 10^–6⋅m²/s
• 900 °C: 48,7 10^–6⋅m²/s
• 1000 °C: 50,9 10^–6⋅m²/s
• 1100 °C: 54,1 10^–6⋅m²/s
• 1200 °C: 56,1 10^–6⋅m²/s

Condutividade térmica:

• 20 °C: 10,9 W/m · K
• 100 °C: 12,0 W/m · K
• 200 °C: 13,6 W/m · K
• 300 °C: 15,4 W/m · K
• 400 °C: 17,6 W/m · K
• 500 °C: 19,9 W/m · K
• 600 °C: 21,8 W/m · K
• 700 °C: 24,7 W/m · K
• 800 °C: 26,1 W/m · K
• 900 °C: 26,9 W/m · K
• 1000 °C: 28,7 W/m · K
• 1100 °C: 31,1 W/m · K
• 1200 °C: 32,9 W/m · K

Módulo de elasticidade dinâmico:

• 20 °C: 211 GPa
• 50 °C: 210 GPa
• 100 °C: 207 GPa
• 150 °C: 204 GPa
• 200 °C: 201 GPa
• 250 °C: 198 GPa
• 300 °C: 193 GPa
• 350 °C: 189 GPa
• 400 °C: 185 GPa
• 450 °C: 182 GPa
• 500 °C: 179 GPa
• 550 °C: 176 GPa
• 600 °C: 173 GPa
• 650 °C: 168 GPa
• 700 °C: 163 GPa
• 750 °C: 159 GPa
• 800 °C: 155 GPa
• 850 °C: 151 GPa
• 900 °C: 147 GPa

Propriedades de tração da chapa laminada a quente e solucionada:

• 20 °C:
  • Limite de escoamento: 314 MPa
  • Resistência à tração: 767 MPa
  • Alongamento: 68 %
  • Redução da área: 73 %
• 93 °C:
  • Limite de escoamento: 279 MPa
  • Resistência à tração: 717 MPa
  • Alongamento: 69 %
  • Redução da área: 74 %
• 204 °C:
  • Limite de escoamento: 233 MPa
  • Resistência à tração: 675 MPa
  • Alongamento: 71 %
  • Redução da área: 74 %
• 316 °C:
  • Limite de escoamento: 190 MPa
  • Resistência à tração: 634 MPa
  • Alongamento: 74 %
  • Redução da área: 70 %
• 427 °C:
  • Limite de escoamento: 179 MPa
  • Resistência à tração: 605 MPa
  • Alongamento: 76 %
  • Redução da área: 68 %
• 538 °C:
  • Limite de escoamento: 176 MPa
  • Resistência à tração: 564 MPa
  • Alongamento: 76 %
  • Redução da área: 69 %
• 649 °C:
  • Limite de escoamento: 177 MPa
  • Resistência à tração: 523 MPa
  • Alongamento: 70 %
  • Redução da área: 67 %
• 760 °C:
  • Limite de escoamento: 170 MPa
  • Resistência à tração: 428 MPa
  • Alongamento: 73 %
  • Redução da área: 64 %
• 870 °C:
  • Limite de escoamento: 152 MPa
  • Resistência à tração: 264 MPa
  • Alongamento: 85 %
  • Redução da área: 84 %
• 982 °C:
  • Limite de escoamento: 74 MPa
  • Resistência à tração: 140 MPa
  • Alongamento: 90 %
  • Redução da área: 98 %
• 1093 °C:
  • Limite de escoamento: 34 MPa
  • Resistência à tração: 74 MPa
  • Alongamento: 88 %
  • Redução da área: 98 %
• 1150 °C:
  • Limite de escoamento: 16 MPa
  • Resistência à tração: 41 MPa
  • Alongamento: 113 %
  • Redução da área: 94 %
• 1200 °C:
  • Limite de escoamento: 11 MPa
  • Resistência à tração: 30 MPa
  • Alongamento: 110 %
  • Redução da área: 94 %

Propriedades de tração da chapa recozida em solução:

• 20 °C:
  • Limite de escoamento: 353 MPa
  • Resistência à tração: 758 MPa
  • Alongamento: 63 %
• 538 °C:
  • Limite de escoamento: 225 MPa
  • Resistência à tração: 569 MPa
  • Alongamento: 73 %
• 649 °C:
  • Limite de escoamento: 215 MPa
  • Resistência à tração: 519 MPa
  • Alongamento: 62 %
• 760 °C:
  • Limite de escoamento: 212 MPa
  • Resistência à tração: 421 MPa
  • Alongamento: 47 %
• 870 °C:
  • Limite de escoamento: 110 MPa
  • Resistência à tração: 241 MPa
  • Alongamento: 41 %
• 982 °C:
  • Limite de escoamento: 66 MPa
  • Resistência à tração: 129 MPa
  • Alongamento: 51 %
• 1093 °C:
  • Limite de escoamento: 32 MPa
  • Resistência à tração: 68 MPa
  • Alongamento: 53 %
• 1150 °C:
  • Limite de escoamento: 19 MPa
  • Resistência à tração: 46 MPa
  • Alongamento: 107 %
• 1200 °C:
  • Limite de escoamento: 14 MPa
  • Resistência à tração: 33 MPa
  • Alongamento: 91 %

Propriedades de tração de chapas laminadas a quente e solucionadas:

• 20 °C:
  • Limite de escoamento: 314 MPa
  • Resistência à tração: 767 MPa
  • Alongamento: 68 %
  • Redução da área: 73 %
• 93 °C:
  • Limite de escoamento: 279 MPa
  • Resistência à tração: 717 MPa
  • Alongamento: 69 %
  • Redução da área: 74 %
• 204 °C:
  • Limite de escoamento: 233 MPa
  • Resistência à tração: 675 MPa
  • Alongamento: 71 %
  • Redução da área: 74 %
• 316 °C:
  • Limite de escoamento: 190 MPa
  • Resistência à tração: 634 MPa
  • Alongamento: 74 %
  • Redução da área: 70 %
• 427 °C:
  • Limite de escoamento: 179 MPa
  • Resistência à tração: 605 MPa
  • Alongamento: 76 %
  • Redução da área: 68 %
• 538 °C:
  • Limite de escoamento: 176 MPa
  • Resistência à tração: 564 MPa
  • Alongamento: 76 %
  • Redução da área: 69 %
• 649 °C:
  • Limite de escoamento: 177 MPa
  • Resistência à tração: 523 MPa
  • Alongamento: 70 %
  • Redução da área: 67 %
• 760 °C:
  • Limite de escoamento: 170 MPa
  • Resistência à tração: 428 MPa
  • Alongamento: 73 %
  • Redução da área: 64 %
• 870 °C:
  • Limite de escoamento: 152 MPa
  • Resistência à tração: 264 MPa
  • Alongamento: 85 %
  • Redução da área: 84 %
• 982 °C:
  • Limite de escoamento: 74 MPa
  • Resistência à tração: 140 MPa
  • Alongamento: 90 %
  • Redução da área: 98 %
• 1093 °C:
  • Limite de escoamento: 34 MPa
  • Resistência à tração: 74 MPa
  • Alongamento: 88 %
  • Redução da área: 98 %
• 1150 °C:
  • Limite de escoamento: 16 MPa
  • Resistência à tração: 41 MPa
  • Alongamento: 113 %
  • Redução da área: 94 %
• 1200 °C:
  • Limite de escoamento: 11 MPa
  • Resistência à tração: 30 MPa
  • Alongamento: 110 %
  • Redução da área: 94 %

Estabilidade térmica, resistência à tração à temperatura ambiente após envelhecimento:

• sem envelhecimento
  • Limite de escoamento: 338 MPa
  • Resistência à tração: 825 MPa
  • Alongamento: 64,1 %
  • Redução da área: 70,6 %
  • Energia de impacto: 357 J
• 650 °C, 50000h:
  • Limite de escoamento: 371 MPa
  • Resistência à tração: 927 MPa
  • Alongamento: 28,3 %
  • Redução da área: 22,1 %
  • Energia de impacto: 29 J
• 760 °C, 20 000 h:
  • Resistência ao escoamento: 301 MPa
  • Resistência à tração: 744 MPa
  • Alongamento: 20,2 %
  • Redução da área: 19,3 %
  • Energia de impacto: 16 J
• 870 °C, 8000 h:
  • Resistência ao escoamento: 308 MPa
  • Resistência à tração: 792 MPa
  • Alongamento: 24,8 %
  • Redução da área: 22,6 %
  • Energia de impacto: 21 J
• 870 °C, 50000 h:
  • Limite de escoamento: 282 MPa
  • Resistência à tração: 594 MPa
  • Alongamento: 17,4 %
  • Redução da área: 14,5 %
  • Energia de impacto: 11 J
• 980 °C, 8000 h:
  • Limite de escoamento: 298 MPa
  • Resistência à tração: 795 MPa
  • Alongamento: 44,4 %
  • Redução da área: 38 %
  • Energia de impacto: 59 J
• 980 °C, 16000h:
  • Limite de escoamento: 299 MPa
  • Resistência à tração: 788 MPa
  • Alongamento: 49,4 %
  • Redução da área: 42 %
  • Energia de impacto: 73 J
• 1095 °C, 8000 h:
  • Resistência ao escoamento: 259 MPa
  • Resistência à tração: 691 MPa
  • Alongamento: 64,6 %
  • Redução da área: 60,1 %
  • Energia de impacto: 358 J

Dados de fluência de 1,0%, placa, solucionada:

• 540 °C, 100 h: 203 MPa
• 540 °C, 1000 h: 141 MPa
• 540 °C, 10000 h: 100 MPa
• 650 °C, 100 h: 131 MPa
• 650 °C, 1000 h: 91 MPa
• 650 °C, 10000 h: 64 MPa
• 705 °C, 100 h: 86 MPa
• 705 °C, 1000 h: 60 MPa
• 705 °C, 10000 h: 43 MPa
• 760 °C, 100h: 59 MPa
• 760 °C, 1000h: 41 MPa
• 760 °C, 10000h: 29 MPa
• 815 °C, 100h: 41 MPa
• 815 °C, 1000h: 28 MPa
• 815 °C, 10000h: 20 MPa
• 870 °C, 100h: 29 MPa
• 870 °C, 1000h: 20 MPa
• 870 °C, 10000h: 14 MPa
• 925 °C, 100h: 21 MPa
• 925 °C, 1000 h: 14 MPa
• 925 °C, 10000 h: 10 MPa
• 980 °C, 100 h: 15 MPa
• 980 °C, 1000 h: 10 MPa
• 980 °C, 10000 h: 8 MPa

Resistência à ruptura, placas, em solução:

• 590 °C, 100 h: 315 MPa
• 590 °C, 1000 h: 223 MPa
• 590 °C, 10000 h: 158 MPa
• 590 °C, 100 000 h: 133 MPa
• 650 °C, 100 h: 223 MPa
• 650 °C, 1000 h: 154 MPa
• 650 °C, 10 000 h: 108 MPa
• 650 °C, 100 000 h: 76 MPa
• 705 °C, 100 h: 158 MPa
• 705 °C, 1000 h: 108 MPa
• 705 °C, 10 000 h: 75 MPa
• 705 °C, 100 000 h: 51 MPa
• 760 °C, 100 h: 113 MPa
• 760 °C, 1000 h: 76 MPa
• 760 °C, 10000 h: 51 MPa
• 760 °C, 100000 h: 34 MPa
• 815 °C, 100 h: 81 MPa
• 815 °C, 1000 h: 53 MPa
• 815 °C, 10000 h: 35 MPa
• 815 °C, 100000 h: 23 MPa
• 870 °C, 100 h: 58 MPa
• 870 °C, 1000 h: 38 MPa
• 870 °C, 10 000 h: 25 MPa
• 870 °C, 100 000 h: 17 MPa
• 930 °C, 100 h: 42 MPa
• 930 °C, 1000 h: 27 MPa
• 930 °C, 10 000 h: 17 MPa
• 930 °C, 100 000 h: 11 MPa
• 980 °C, 100 h: 30 MPa
• 980 °C, 1000 h: 19 MPa
• 980 °C, 10 000 h: 12 MPa
• 980 °C, 100 000 h: 8 MPa

Dados de fluência de 0,5%, folha, solucionada:

• 650 °C, 100 h: 110 MPa
• 650 °C, 10 000 h: 86 MPa
• 705 °C, 100 h: 79 MPa
• 705 °C, 10 000 h: 63 MPa
• 760 °C, 100 h: 59 MPa
• 760 °C, 10 000 h: 47 MPa
• 815 °C, 100 h: 43 MPa
• 815 °C, 10 000 h: 34 MPa
• 870 °C, 100 h: 32 MPa
• 870 °C, 10 000 h: 23 MPa
• 930 °C, 100 h: 22 MPa
• 930 °C, 10 000 h: 14 MPa
• 980 °C, 100 h: 14 MPa
• 980 °C, 10 000 h: 8 MPa

Resistência à corrosão

Oxidação a alta temperatura - resistência muito boa. Resultados do teste de oxidação por fluxo de ar com duração de 1008 h:

• 980 °C:
  • Perda de metal: 18 μm
  • Métal médio afetado: 140 μm
• 1090 °C:
  • Perda de metal: 43 μm
  • Métal médio afetado: 262 μm
• 1150 °C:
  • Perda de metal: 64 μm
  • Métal médio afetado: 406 μm
• 1200 °C:
  • Perda de metal: 91 μm
  • Média de metal afetado: 559 μm

Oxidação a alta temperatura - resistência muito boa até 1100 °C. Resultados do teste de oxidação em ar estático (realizado uma vez por mês):

• 980 °C, duração 17.280 h:
  • Perda de metal: 30 μm
  • Média de metal afetado: 305 μm
• 1090 °C, duração 8640 h:
  • Perda de metal: 69 μm
  • Média de metal afetado: 709 μm
• 1150 °C, duração 8640 h:
  • Perda de metal: 135 μm
  • Média de metal afetado: 1133 μm
• 1200 °C, duração 8640 h:
  • Perda de metal: 226 μm
  • Média de metal afetado: >6350 μm

Carburização a alta temperatura - resistência muito boa. Resultados do teste após a exposição ao grafite a 980 °C por 500 horas:

• Absorção de carbono: 0,3 mg/cm²
• Profundidade total de ataque: 0 mm

Nitretação a alta temperatura - excelente resistência. Resultados de um teste de 168 horas em amoníaco quente:

• 650 °C:
  • Absorção de azoto: 0,8 mg/cm²
  • Profundidade de penetração do nitreto: 0,01 mm
• 980 °C:
  • Absorção de azoto: 1,7 mg/cm²
  • Profundidade de penetração do nitreto: 0,18 mm
• 1090 °C:
  • Absorção de azoto: 2,5 mg/cm²
  • Profundidade de penetração do nitreto: 0,46 mm

Sulfetação a alta temperatura - resistência muito boa. O HR-160, graças ao seu alto teor de níquel, cobalto, crómio e silício (até 2,75%), forma uma camada protetora. Resultados dos testes de sulfetação a uma temperatura de 870 °C, realizados em Ar-5H₂-5CO-1CO₂-0,15H₂S:

• Variação de peso: 0,5 mg/cm²
• Perda de metal: 0,01 mm
• Metal médio afetado: 0,13 mm

Cloração a alta temperatura - resistência muito boa. Após 75 horas em Ar-20%O₂-2%H₂O-0,05%NaCl a 999 °C, a profundidade total do ataque foi de apenas 0,31 mm.

Ambientes de incineração de resíduos - excelente resistência, comprovada pelos resultados de testes de campo em um incinerador de resíduos químicos. Após 5800h a 482 °C na corrente de gases de combustão, a liga HR-160 apresentou muito pouca descamação e perda de metal.

Tratamento térmico, trabalho e usinagem

Parâmetros padrão recomendados para trabalho e tratamento térmico:

• Tratamento de solução: 1121 °C; têmpera em água
• Recozimento intermediário: 1066 °C

Boa soldabilidade com todas as técnicas de soldagem, exceto soldagem SAW, que pode promover rachaduras. Geralmente, não é necessário tratamento térmico pós-soldagem. A temperatura entre passes deve ser mantida abaixo de 200 °C. Designação da haste e do fio de soldagem nus: ERNiCoCrSi-1 / SFA 5.14 / A 5.14

Fornecemos esta liga de aço como:

• Placas, chapas, tiras de acordo com ASTM B 435 / ASME SB-435
• Hastes, barras, fios, forjados de acordo com ASTM B 572 / ASME SB-572
• 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 acordo com ASTM B 366 / ASME SB-366
• Forjados de acordo com ASTM B 564 / ASME SB-564