c276 bar laminado a quente com solução sólida liga 2.4819 / UNS N10276 ASTM EN DIN GB Standard

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C276 Barra laminada a quente com solução sólida liga 2.4819 / UNS N10276 ASTM EN DIN GB Standard

Resumo

A Hastelloy C-276 (UNS N10276, W.Nr. 2.4819) é uma liga de níquel-cromo-molibdênio conhecida pela sua excepcional resistência à corrosão em ambientes severos.O presente documento técnico fornece uma visão geral completa da barra de liga C-276 laminada a quente em solução sólida tratada, detalhando a sua composição química, propriedades físicas e mecânicas, normas internacionais aplicáveis, diversas aplicações e formas de produto disponíveis.As informações apresentadas servem de guia para os engenheiros e designers que selecionam materiais para aplicações industriais agressivas, onde é necessária resistência a meios oxidantes e redutores..

1 Introdução à liga Hastelloy C-276

Hastelloy C-276, também conhecido como UNS N10276 no sistema de numeração unificado e 2.4819 no sistema de numeração de materiais W.Nr. (Werkstoffnummer),é uma superliga à base de níquel pertencente à família Hastelloy de materiais desenvolvidos pela Haynes InternationalEsta liga foi especificamente concebida para proporcionar uma resistência à corrosão excepcional em ambientes industriais exigentes.A classe C-276 contém adições significativas de molibdênio (15-17%) e cromo (14A presença de tungsténio (3-4,5%) aumenta ainda mais a sua resistência à corrosão,especialmente em ambientes de ácidos mistos e cenários de corrosão localizados.

A liga é caracterizada pelo seu baixo teor de carbono (normalmente ≤ 0,01%), o que minimiza a precipitação de carburo durante a solda e o processamento térmico,mantendo assim a resistência à corrosão na condição de soldaEsta combinação de propriedades torna as barras de C-276 particularmente adequadas para a fabricação de componentes que devem suportar meios químicos agressivos, altas temperaturas,e ambientes de cracagem por corrosão por esforçoA forma de barra laminada a quente em estado tratado com solução sólida oferece propriedades mecânicas ótimas e uniformidade microstrutural para processos de usinagem e fabricação subsequentes.

2 Parâmetros e propriedades essenciais

2.1 Composição química

A composição química da Hastelloy C-276 é cuidadosamente equilibrada para alcançar sua renomada resistência à corrosão, mantendo boas propriedades mecânicas e fabricabilidade.O quadro seguinte apresenta os requisitos químicos típicos aplicáveis às barras de liga UNS N10276.:

* Quadro 1: Requisitos de composição química da liga Hastelloy C-276 (UNS N10276) *

*Dados compilados a partir das normas ASTM B574/B575 e de várias fontes de referência16*

2.2 Propriedades físicas

A liga Hastelloy C-276 apresenta propriedades físicas características das ligas à base de níquel, com alta densidade e expansão térmica moderada.Essas propriedades são considerações importantes para cálculos de projeto que envolvem ciclo térmico, considerações de peso e aplicações eléctricas/termais:

*Quadro 2: Propriedades físicas do Hastelloy C-276 Bar*

Dados de fontes de referência e especificações dos materiais26

2.3 Propriedades mecânicas

As barras de C-276 laminadas a quente em estado tratado com solução sólida apresentam uma combinação de elevada resistência, boa ductilidade e excelente resistência a impactos numa ampla gama de temperaturas.O quadro seguinte resume as propriedades mecânicas típicas à temperatura ambiente:

*Quadro 3: Propriedades mecânicas típicas de solução sólida laminada a quente tratada com C-276 Bar*

Dados provenientes de fontes de referência e especificações de materiais256

As propriedades mecânicas do C-276 permanecem relativamente estáveis a temperaturas elevadas, com resistência retida e resistência à oxidação até aproximadamente 650 °C (1200 °F).A exposição prolongada na faixa de temperatura de 650-1090°C (1200-2000°F) pode conduzir à precipitação de fases intermetálicas que podem reduzir a dureza e a resistência à corrosão.

2.4 Propriedades de resistência à corrosão

A Hastelloy C-276 apresenta uma resistência à corrosão excepcional em uma ampla gama de meios agressivos, que é sua principal vantagem sobre os aços inoxidáveis convencionais e muitas outras ligas de níquel:

• Ambientes Redutores: Excelente resistência ao ácido sulfúrico de várias concentrações, ácido clorídrico, ácido fosfórico e outros produtos químicos redutores devido ao seu elevado teor de molibdênio.

• Ambientes oxidantes: Boa resistência a meios oxidantes, incluindo ácido nítrico, cloreto férrico, cloreto de cobre e soluções cloradas devido ao seu teor de cromo.

• Corrosão localizada: resistência excepcional à corrosão por fenda e corrosão por fendas em ambientes que contenham cloreto,com um número equivalente de resistência ao furamento (PREN) normalmente na faixa de 65-75.

• Craqueamento por corrosão por esforço (SCC): Alta resistência ao craqueamento por corrosão por esforço induzido por cloreto, tornando-o adequado para aplicações de processos químicos exigentes.

• Ácidos mistos: particularmente úteis em ambientes que contenham misturas de ácidos oxidantes e redutivos, onde outros materiais podem falhar rapidamente.

A liga é um dos poucos materiais que pode resistir ao gás cloro úmido, soluções de hipoclorito e ambientes de dióxido de cloro16.Demonstra igualmente uma excelente resistência ao ataque corrosivo de ácidos orgânicos como o ácido fórmico e o ácido acético, mesmo a temperaturas elevadas e na presença de impurezas27.

3 Normas e especificações aplicáveis

As barras Hastelloy C-276 são produzidas de acordo com várias normas internacionais que garantem a consistência na composição química, propriedades mecânicas e tolerâncias dimensionais.As seguintes normas aplicam-se às barras sólidas laminadas a quente tratadas com solução::

3.1 Normas ASTM (American Society for Testing and Materials)

• ASTM B574: Especificação padrão para barras e barras de ligas de níquel-cromo-molibdênio, níquel-molibdênio-cromo-tungstênio e níquel-cromo-molibdênio-cobre de baixo carbono

• ASTM B575: Especificação padrão para as ligas de níquel-cromo-molibdênio, níquel-molibdênio-cromo-tungsténio e níquel-cromo-molibdênio-cobre com baixo teor de carbonoe Strip

• ASTM B622: Especificação padrão para tubos e tubos sem costura de níquel e liga de níquel

• ASME SB-574/SB-575/SB-622: Normas equivalentes de materiais ASME para aplicações em recipientes sob pressão

3.2 EN/DIN (Normas europeias/alemãs)

• DIN/EN 2.4819: Designação do material para liga de níquel-cromo-molibdênio-tungsténio (NN N10276)

• DIN 17744: Norma para barras e fios de liga de níquel-cromo-molibdênio

• DIN 17750: Norma para chapas, folhas e tiras de liga de níquel-cromo-molibdênio

• DIN 17751: Norma para tubos sem costura de liga de níquel-cromo-molibdênio

3.3 GB (normas nacionais chinesas)

• GB/T NS334: Designação chinesa equivalente à UNS N10276

• GB/T 15008: Norma para ligas resistentes à corrosão

3.4 Outras normas internacionais

• UNS N10276: Denominação do Sistema Unificado de Numeração

• ISO NiMo16Cr15Fe6W4: Designação da Organização Internacional de Normalização

Estas normas garantem que as barras de C-276 proporcionem um desempenho e uma intercambiabilidade consistentes, independentemente da fonte de fabrico, quando produzidas de acordo com os mesmos requisitos de especificação159.

4 Fabricação e tratamento térmico

4.1 Processo de laminação a quente

A laminação a quente de barras de C-276 é normalmente realizada na faixa de temperatura de 1200°C a 950°C. Este processo envolve:

• Aquecimento dos billetes forjados ou fundidos à temperatura de trabalho quente adequada

• Formação gradual do material até às dimensões da secção transversal desejadas através de uma série de passagens de laminação

• Controle da taxa de arrefecimento após a laminação para obter a microestrutura desejada

• Realizando tratamentos térmicos subsequentes para otimizar as propriedades

O processo de laminação a quente deve ser cuidadosamente controlado para evitar a fusão inicial ou a oxidação excessiva,Uma vez que a liga contém elementos com fases de ponto de fusão relativamente baixas que podem formar-se se as temperaturas de processamento forem controladas de forma inadequada.

4.2 Tratamento térmico da solução sólida

Após a laminação a quente, as barras de C-276 são submetidas a um tratamento térmico de solução sólida tipicamente a temperaturas que variam de 1100 ° C a 1160 ° C (2012 ° F a 2120 ° F), seguido de apagamento rápido em água9. Este processo:

• Dissolve todas as fases secundárias que se tenham formado durante o tratamento térmico

• Homogeneiza a estrutura e composição da liga

• Restaura a resistência à corrosão do material

• Produz uma microestrutura austenítica recristalizada com tamanho de grão uniforme

The rapid quenching (typically water quenching) is essential to prevent precipitation of carbides or intermetallic phases that can occur during slow cooling through the sensitization temperature range (approximately 1000°C to 600°C)9.

4.3 Controlo e ensaio da qualidade

As barras de C-276 laminadas a quente estão sujeitas a rigorosas medidas de controlo da qualidade, incluindo:

• Análise química para verificar a conformidade da composição

• Ensaios de tração para confirmar as propriedades mecânicas

• Ensaios de dureza como controlo de qualidade adicional

• Ensaios não destrutivos (ultra-sonografia ou corrente de redemoinho) para detecção de defeitos internos e de superfície

• Exame macro- e microstrutural para avaliar o tamanho e a estrutura dos grãos

• Ensaios de corrosão, quando especificados (por exemplo, método ASTM G28 A para detectar a suscetibilidade a ataques intergranulares)

5 Aplicações do C276 Bar

As barras de Hastelloy C-276 são utilizadas em numerosas aplicações industriais onde são necessárias uma resistência à corrosão e uma fiabilidade excepcionais.A forma de barra é tipicamente transformada em componentes para utilização em:

5.1 Indústria de transformação química

• Reatores e eixos de agitadores para processos químicos exigentes

• Fabricação a partir de materiais de construção

• Máquinas e aparelhos para a produção de óleos essenciais

• Dispositivos de distribuição de ácidos

5.2 Sistemas de controlo da poluição e dessulfuração de gases de combustão (FGD)

• Os eixos dos ventiladores e os componentes dos rolamentos em ambientes de lavagem por umidade

• Arcos de agitação para lodos de calcário

• Sistemas de suporte para absorvedores e condutas

• Fabrico a partir de matérias de ferro ou aço

5.3 Produção farmacêutica e transformação alimentar

• Os eixos de mistura para recipientes de reação

• Componentes estruturais em sistemas de alta pureza

• Elementos de fixação e de suporte em que a contaminação deve ser evitada

5.4 Aplicações marítimas e offshore

• Tubos para bombas de água de mar

• Componentes de sistemas de válvulas de água do mar

• Ferramentas de fixação para aplicações marítimas críticas

• Superfícies de rolamentos em ambientes marinhos corrosivos

5.5 Indústria do petróleo e do gás

• Componentes para o serviço de gás ácido (ambientes com elevada concentração de H2S)

• Casas de instrumentos de poço

• Remodelação de válvulas para utilização corrosiva

• Componentes de processo em aplicações de refino

A versatilidade do material de barras de C-276 permite a fabricação em inúmeros componentes onde a resistência à corrosão, resistência mecânica,A segurança e a fiabilidade a longo prazo são requisitos essenciais em ambientes agressivos78.

6 Outras formas de produto de liga C276

Embora este documento se concentre em produtos de barras, o Hastelloy C-276 está disponível em várias formas de produto para atender a várias necessidades de fabricação e construção:

6.1 Produtos forjados

• Placas e folhas: utilizadas na construção de recipientes, revestimento de tanques e fabrico de recipientes sob pressão (ASTM B575)

• Tubos e tubos: Formas sem costura e soldados para tubulações de processo, trocadores de calor e linhas de instrumentos (ASTM B622, B619)

• Produtos de fio e de soldadura: Incluindo elétrodos revestidos, fios nus e fios com núcleo para operações de junção e revestimento

• Banda e folha: Para aplicações especializadas que exijam material de calibre fino

6.2 Produtos fundidos

• Fusões de investimento: para componentes complexos que seriam difíceis de ser usinados a partir de barras

• Castings de areia: para grandes componentes e protótipos

• Fusões centrífugas: para componentes cilíndricos, tais como anéis e mangas

6.3 Formulários especiais

• Forja: para componentes de alta integridade que exijam uma estrutura de grãos otimizada

• Ferramentas de fixação: parafusos, porcas, válvulas e fixações especializadas para ambientes corrosivos

• Metal expandido: Para aplicações de filtragem e triagem

• Produtos revestidos: chapas revestidas por ligação explosiva ou por ligação em rolos para construção económica de navios

Cada forma de produto está disponível com tratamento térmico e ensaios adequados para assegurar um desempenho óptimo na aplicação pretendida359.

7 Comparação com ligas similares

Embora o C-276 ofereça uma excelente combinação de propriedades, outras ligas à base de níquel podem ser selecionadas para requisitos específicos:

• Hastelloy C-22 (UNS N06022): Resistência à corrosão melhorada nos meios oxidantes e estabilidade térmica melhorada

• Hastelloy C-2000 (UNS N06200): resistência superior aos ácidos oxidantes, mantendo a resistência ácida reduzida

• Inconel 625 (UNS N06625): mais resistente a temperaturas elevadas, mas menos resistente a ácidos redutores

• Hastelloy B-3 (UNS N10675): resistência superior aos ácidos redutores, em especial os clorídricos, mas menos resistente aos meios oxidantes

A selecção do C-276 representa uma abordagem equilibrada para aplicações que exigem resistência a ambientes oxidantes e redutores, em especial quando estão presentes cloretos e outros halogenetos.

8 Conclusão

A Hastelloy C-276 sob a forma de barras sólidas laminadas a quente e tratadas com solução representa um material de engenharia versátil para aplicações corrosivas exigentes.Sua resistência à corrosão excepcional combinada com boas propriedades mecânicas e fabricabilidade tornam-na uma escolha preferida em várias indústrias, incluindo o processamento químico, controlo da poluição, produtos farmacêuticos e engenharia naval.

A disponibilidade de barras de C-276 para várias normas internacionais (ASTM, EN/DIN, GB) garante a consistência do material e a disponibilidade global para aplicações críticas.Fabricados, e fabricados, componentes usinados a partir de C-276 bar fornecem confiabilidade a longo prazo em ambientes que degradariam rapidamente materiais menores.

Os projetistas de engenharia devem considerar a barra de C-276 para aplicações que envolvam:

• Ambientes ácidos mistos que contenham espécies oxidantes e redutivas

• Soluções que contenham cloreto, em que a corrosão por fendas e fissuras é preocupante

• Processos que envolvam gás de cloro úmido, hipocloritos ou dióxido de cloro

• Processos a altas temperaturas em que são necessárias resistência à corrosão e resistência

Com a devida atenção às técnicas de fabrico, em especial a soldadura e o processamento térmico,Os componentes de barras Hastelloy C-276 podem fornecer décadas de serviço confiável nos ambientes industriais mais desafiadores.