Haynes HR-120®, 2.4854, UNS N08120, NiFe33Cr25Co - liga de níquel

Haynes HR-120®, 2.4854, UNS N08120, NiFe33Cr25Co - liga de níquel de acordo com a norma ASTM B407-22 e outras normas

Haynes® HR-120®, 2.4854 – descrição

Haynes® HR-120® (UNS N08120) é uma liga resistente ao calor reforçada por solução sólida de Ni-Fe-Cr com alta resistência e excelente resistência à carburação e sulfidação. Tem várias adições de liga - principalmente tungsténio, nióbio e azoto para melhorar a resistência a altas temperaturas e resistir à corrosão por pite e fendas, e alumínio para melhorar a resistência à oxidação e sulfidação. Como resultado, a resistência da liga a 1095 °C é significativamente maior, mesmo em comparação com as ligas de Ni-Cr. Apesar disso, é considerada uma liga económica, devido ao seu alto teor de ferro. É facilmente soldada e moldada a quente ou a frio.

Aplicações

Usada em usinas de incineração de resíduos, processamento de minerais, turbinas a gás terrestres, equipamentos de tratamento térmico e aplicações de aquecimento industrial para tubos radiantes, recuperadores, muflas de forno, retortas, cestas de tratamento térmico, telas metálicas, correias transportadoras de forno, superaquecedores, etc.

Propriedades físicas e de tração

Propriedades físicas à temperatura ambiente:

• Densidade: 8,07 g/cm³
• Temperatura de fusão: 1300 °C

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

• 100°C: 14.3 μm/m⋅K
• 200°C: 14.9 μm/m⋅K
• 300°C: 15.3 μm/m⋅K
• 400°C: 15.8 μm/m⋅K
• 500°C: 16.1 μm/m⋅K
• 600°C: 16.4 μm/m⋅K
• 700°C: 16.9 μm/m⋅K
• 800°C: 17.3 μm/m⋅K
• 900°C: 17.6 μm/m⋅K
• 1000°C: 17.8 μm/m⋅K

Capacidade térmica específica:

• 20°C: 467 J/kg⋅K
• 100°C: 483 J/kg⋅K
• 200°C: 500 J/kg⋅K
• 300°C: 522 J/kg⋅K
• 400°C: 531 J/kg⋅K
• 500°C: 558 J/kg⋅K
• 600°C: 607 J/kg⋅K
• 700°C: 647 J/kg⋅K
• 800°C: 655 J/kg⋅K
• 900°C: 660 J/kg⋅K
• 1000°C: 663 J/kg⋅K
• 1100°C: 667 J/kg⋅K

Resistividade elétrica:

• 100°C: 1.052 μΩ·m
• 200°C: 1.078 μΩ·m
• 300°C: 1.125 μΩ·m
• 400°C: 1.167 μΩ·m
• 500°C: 1.193 μΩ·m
• 600°C: 1.214 μΩ·m
• 700°C: 1.231 μΩ·m
• 800°C: 1.245 μΩ·m
• 900°C: 1.257 μΩ·m
• 1000°C: 1.266 μΩ·m
• 1100°C: 1.278 μΩ·m
• 1200°C: 1.287 μΩ·m

Difusividade térmica:

• 20°C: 30.4 10^–6⋅m²/s
• 100°C: 32.4 10^–6⋅m²/s
• 200°C: 34.8 10^–6⋅m²/s
• 300°C: 37.2 10^–6⋅m²/s
• 400°C: 39.7 10^–6⋅m²/s
• 500°C: 42.2 10^–6⋅m²/s
• 600°C: 44.7 10^–6⋅m²/s
• 700°C: 46.9 10^–6⋅m²/s
• 800°C: 48.1 10^–6⋅m²/s
• 900°C: 48.8 10^–6⋅m²/s
• 1000°C: 50.7 10^–6⋅m²/s
• 1100°C: 52.9 10^–6⋅m²/s
• 1200°C: 54.5 10^–6⋅m²/s

Condutividade térmica:

• 20°C: 11.4 W/m · K
• 100°C: 12.7 W/m · K
• 200°C: 14.1 W/m · K
• 300°C: 15.4 W/m · K
• 400°C: 17.1 W/m · K
• 500°C: 18.7 W/m · K
• 600°C: 21.0 W/m · K
• 700°C: 23.3 W/m · K
• 800°C: 24.9 W/m · K
• 900°C: 26.2 W/m · K
• 1000°C: 28.0 W/m · K
• 1100°C: 29.6 W/m · K

Módulo de elasticidade dinâmico:

• 20°C: 198 GPa
• 100°C: 194 GPa
• 200°C: 187 GPa
• 300°C: 179 GPa
• 400°C: 172 GPa
• 500°C: 165 GPa
• 600°C: 158 GPa
• 700°C: 151 GPa
• 800°C: 143 GPa
• 900°C: 136 GPa
• 1000°C: 129 GPa

Módulo de cisalhamento:

• 20°C: 76 GPa
• 100°C: 74 GPa
• 200°C: 71 GPa
• 300°C: 68 GPa
• 400°C: 65 GPa
• 500°C: 62 GPa
• 600°C: 59 GPa
• 700°C: 56 GPa
• 800°C: 53 GPa
• 900°C: 50 GPa
• 1000°C: 47 GPa

Razão de Poisson:

• 20°C: 0.31
• 100°C: 0.31
• 200°C: 0.32
• 300°C: 0.32
• 400°C: 0.32
• 500°C: 0.33
• 600°C: 0.33
• 700°C: 0.34
• 800°C: 0.34
• 900°C: 0.35
• 1000°C: 0.36

Propriedades de tração de chapas, folhas e tiras recozidas de acordo com a norma ASTM B409

• Limite de escoamento: >276 MPa
• Resistência à tração: >621 MPa
• Alongamento: >30 %

Propriedades de tração de peças forjadas de acordo com a norma ASTM B564

• Limite de escoamento: >276 MPa
• Resistência à tração: >621 MPa
• Alongamento: >30 %

Propriedades de tração em alta temperatura de chapas com solução:

• 20 °C:
  • Limite de escoamento: 328 MPa
  • Resistência à tração: 718 MPa
  • Alongamento: 46,3 %
• 540 °C:
  • Limite de escoamento: 195 MPa
  • Resistência à tração: 552 MPa
  • Alongamento: 53,6 %
• 650 °C:
  • Limite de escoamento: 186 MPa
  • Resistência à tração: 507 MPa
  • Alongamento: 55,0 %
• 760 °C:
  • Limite de escoamento: 182 MPa
  • Resistência à tração: 396 MPa
  • Alongamento: 48,0 %
• 870 °C:
  • Limite de escoamento: 170 MPa
  • Resistência à tração: 225 MPa
  • Alongamento: 67,2 %
• 980 °C:
  • Limite de escoamento: 91 MPa
  • Resistência à tração: 118 MPa
  • Alongamento: 74,7 %
• 1100 °C:
  • Limite de escoamento: 44 MPa
  • Resistência à tração: 61 MPa
  • Alongamento: 56,1 %

Propriedades de tração a alta temperatura da chapa solucionada:

• 20 °C:
  • Limite de escoamento: 322 MPa
  • Resistência à tração: 719 MPa
  • Alongamento: 49,8 %
  • Redução da área: 63,3 %
• 540 °C:
  • Limite de escoamento: 186 MPa
  • Resistência à tração: 554 MPa
  • Alongamento: 58,7 %
  • Redução da área: 57,7 %
• 650 °C:
  • Limite de escoamento: 179 MPa
  • Resistência à tração: 503 MPa
  • Alongamento: 55,4 %
  • Redução da área: 59,6 %
• 760 °C:
  • Limite de escoamento: 177 MPa
  • Resistência à tração: 412 MPa
  • Alongamento: 51,6 %
  • Redução da área: 65,6 %
• 870 °C:
  • Limite de escoamento: 182 MPa
  • Resistência à tração: 247 MPa
  • Alongamento: 71,1 %
  • Redução da área: 72,3 %
• 980 °C:
  • Limite de escoamento: 100 MPa
  • Resistência à tração: 128 MPa
  • Alongamento: 83,6 %
  • Redução da área: 77,4 %
• 1100 °C:
  • Limite de escoamento: 51 MPa
  • Resistência à tração: 66 MPa
  • Alongamento: 84,1 %
  • Redução da área: 69,4 %

Estabilidade térmica - propriedades de tração após envelhecimento:

• Sem envelhecimento, tratamento térmico em solução:
  • Resistência ao escoamento: 338 MPa
  • Resistência à tração: 745 MPa
  • Alongamento: 48,5 %
  • Redução da área: 69 %
• Após 50.000 h a 650 °C
  • Limite de escoamento: 366 MPa
  • Resistência à tração: 779 MPa
  • Alongamento: 23,2 %
  • Redução da área: 32,5 %
• Após 50.000 h a 760 °C
  • Limite de escoamento: 310 MPa
  • Resistência à tração: 688 MPa
  • Alongamento: 14,8 %
  • Redução da área: 10,8 %
• Após 50.000 h a 870 °C
  • Limite de escoamento: 274 MPa
  • Resistência à tração: 650 MPa
  • Alongamento: 20,1 %
  • Redução da área: 18,2 %

Dados de fluência de 0,5%, placa, em solução:

• 650°C, 1000h: 159 MPa
• 705°C, 100h: 140 MPa
• 705°C, 1000h: 97 MPa
• 760°C, 10h: 133 MPa
• 760°C, 100h: 100 MPa
• 760°C, 1000h: 74 MPa
• 760°C, 10000h: 55 MPa
• 815°C, 10h: 95 MPa
• 815°C, 100h: 72 MPa
• 815°C, 1000h: 55 MPa
• 815°C, 10000h: 39 MPa
• 870°C, 10h: 72 MPa
• 870°C, 100h: 58 MPa
• 870°C, 1000h: 42 MPa
• 870°C, 10000h: 28 MPa
• 930°C, 10h: 55 MPa
• 930°C, 100h: 41 MPa
• 930°C, 1000h: 27 MPa
• 930°C, 10000h: 17 MPa
• 980°C, 10h: 40 MPa
• 980°C, 100h: 26 MPa
• 980°C, 1000h: 14 MPa
• 980°C, 10000h: 7,6 MPa
• 1040°C, 10h: 28 MPa
• 1040°C, 100h: 16 MPa
• 1040°C, 1000h: 7,6 MPa
• 1090°C, 10h: 12 MPa
• 1090°C, 100h: 6,2 MPa
• 1150°C, 10h: 4,1 MPa
• 1150°C, 100h: 2,1 MPa

Resistência à ruptura, placas, solucionadas:

• 650°C, 10h: 469 MPa
• 650°C, 100h: 372 MPa
• 650°C, 1000h: 241 MPa
• 650°C, 10000h: 159 MPa
• 705°C, 100h: 310 MPa
• 705°C, 1000h: 221 MPa
• 705°C, 100h: 150 MPa
• 705°C, 1000h: 103 MPa
• 760°C, 10h: 207 MPa
• 760°C, 100h: 148 MPa
• 760°C, 1000h: 105 MPa
• 760°C, 10000h: 76 MPa
• 815°C, 10h: 150 MPa
• 815°C, 100h: 105 MPa
• 815°C, 1000h: 76 MPa
• 815°C, 10000h: 54 MPa
• 870°C, 10h: 97 MPa
• 870°C, 100h: 74 MPa
• 870°C, 1000h: 53 MPa
• 870°C, 10000h: 34 MPa
• 930°C, 10h: 77 MPa
• 930°C, 100h: 54 MPa
• 930°C, 1000h: 35 MPa
• 930°C, 10000h: 21 MPa
• 980°C, 10h: 54 MPa
• 980°C, 100h: 34 MPa
• 980°C, 1000h: 21 MPa
• 980°C, 10000h: 12 MPa
• 1040°C, 10h: 38 MPa
• 1040°C, 100h: 23 MPa
• 1040°C, 1000h: 12 MPa
• 1040°C, 10000h: 6,7 MPa
• 1090°C, 100h: 14 MPa
• 1090°C, 1000h: 7,6 MPa
• 1090°C, 10000h: 4,1 MPa
• 1150°C, 100h: 8,3 MPa
• 1150°C, 1000h: 4,1 MPa
• 1150°C, 10000h: 2,1 MPa

Resistência à corrosão

Oxidação a alta temperatura - resistência muito boa até 1100 °C.

Resultados do teste de oxidação estática com duração de 1008 horas:

• 870 °C:
  • Perda de metal: <0,01 mm
  • Média de metal afetado: 0,02 mm
• 980 °C:
  • Perda de metal: 0,01 mm
  • Média de metal afetado: 0,05 mm
• 1095 °C:
  • Perda de metal: 0,03 mm
  • Média de metal afetado: 0,11 mm
• 1150 °C:
  • Perda de metal: 0,2 mm
  • Média de metal afetado: 0,26 mm

Resultados do teste de vapor de água:

• 870 °C, 10% H₂O, 1008 h:
  • Perda de metal: 0,002 mm
  • Média de metal afetado: 0,017 mm
• 870 °C, 20% H₂O, 1008 h:
  • Perda de metal: 0,001 mm
  • Média de metal afetado: 0,007 mm
• 760 °C, 20% H₂O, 4320 h:
  • Perda de metal: 0,003 mm
  • Média de metal afetado: 0,013 mm

Carburização a alta temperatura - boa resistência até 980 °C.

Carburização a alta temperatura - boa resistência até 1095 °C.

Sulfuração a alta temperatura - resistência muito boa até 1095 °C.

Alteração de peso (mg/cm²) quando exposto a um ambiente de sulfidação durante um determinado período de tempo - H₂+7%CO+1,5%H₂+0,6%H₂S a 700 °C:

• 200 h: 2,3 mg/cm²
• 400 h: 4,2 mg/cm²
• 600 h: 5,9 mg/cm²
• 800h: 6,0 mg/cm²
• 1000h: 6,1 mg/cm²

Corrosão a quente - resistência muito boa. Os dados de corrosão a quente do queimador a 900 °C exposto por 500 horas com 1% de S no combustível mostram apenas 0,02 mm de perda de metal e 0,13 mm de metal afetado em média.

Tratamento térmico, trabalho e usinagem

Parâmetros padrão recomendados para trabalho e tratamento térmico:

• Tratamento de solução: 1175-1230 °C; têmpera em água

Boa soldabilidade com todas as técnicas de soldagem, exceto soldagem SAW, que pode causar fissuras. Geralmente, não é necessário pré-aquecimento ou tratamento térmico pós-soldagem. A temperatura entre passes deve ser mantida abaixo de 100 °C.

Fornecemos esta liga de aço na forma de:

• Tubos sem costura de acordo com ASTM B407-22/ASME SB407-23
• Barras, fios, forjados de acordo com ASTM B 462 / ASME SB-461; ASTM B 564 / ASME SB-564; ASTM B 574 / ASME SB 574; DIN 17752, DIN 17753, DIN 17754
• Barras de liga de níquel de acordo com ASTM B408-22/ASME SB408-23
• Placas, chapas, tiras de acordo com ASTM B409-22/ASME SB409-23
• Forjados de liga de níquel de acordo com ASTM B564-19/ASME SB564-23