درجات مواد الهاستيلوي: الخواص والأسعار والتركيبات الكيميائية

إن سبائك Hastelloy هي عائلة من السبائك الفائقة المقاومة للتآكل والقائمة على النيكل والمصممة خصيصًا للبيئات الكيميائية الأكثر قسوة والبيئات ذات درجات الحرارة العالية. لمعظم تطبيقات المعالجة الكيميائية والتطبيقات عالية الكلوريد, هاستيلوي C-276 و C-22 تظل هي الخيارات الافتراضية لأنها تجمع بين المقاومة الواسعة لكل من الوسائط المؤكسدة والمختزلة مع قابلية اللحام الموثوقة; هاستيلوي B-2 يُفضَّل بقوة تقليل البيئات الحمضية (مثل حمض الهيدروكلوريك المركز)؛ و هاستيلوي X و ن يتم اختيارها عندما تكون القوة في درجات الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة مهمة. عند تحديد درجة هاستيلوي، قم بمطابقة كيمياء السبيكة وشكلها (لوحة، قضيب معدني، أنبوب، أنبوب، حشوة لحام) مع السائل ودرجة الحرارة والحمل الميكانيكي - عادةً ما يحدد هذا القرار الوحيد الأداء طويل الأجل والتكلفة الإجمالية لدورة الحياة.

كيفية تسمية الهاستيلويز وتجميعها (كتاب تمهيدي سريع)

• "Hastelloy" هو اسم تجاري مرتبط في الأصل بسبائك النيكل التي طورتها شركة هاينز؛ وتشمل العائلة عشرات الدرجات التي تم تحديدها بحروف وأرقام (C-276، C-22، C-22، B-2، X، N، G-30، G-35، إلخ). تقدم هاينز وغيرها من الشركات المصنعة تسميات UNS القياسية (على سبيل المثال C-276 = UNS N10276, C-22 = UNS N06022, B-2 = UNS N10665).

• تجمعان عمليان يستخدمان في الاختيار الهندسي:

  1. مقاومة عالية للتآكل (مائي) - مثل C-276، C-276، C-22، G-30/G-35.

  2. مقاومة الأحماض المختزلة بشدة (منخفضة أو بدون كروم) - على سبيل المثال، ب-2

  3. السبائك ذات درجة الحرارة العالية - على سبيل المثال، X، N (مصممة لمقاومة الأكسدة والزحف).

ما هي درجات الهاستيلوي؟

(هذا الجدول عبارة عن مجموعة مختصرة؛ حيث توجد العديد من متغيرات Hastelloy الأخرى للاستخدامات المتخصصة).

التركيبات الكيميائية التمثيلية (الاسمية)

فيما يلي اسمي تركيبات لدرجات Hastelloy الأكثر شيوعًا المحددة. استخدم أوراق بيانات الشركة المصنعة لمعرفة المواصفات النهائية للمشتريات ونطاقات التفاوت المسموح بها.

هاستيلوي C-276 (UNS N10276) - اسمي (بالوزن %)

هاستيلوي C-22 (UNS N06022) - اسمي (بالوزن %)

Hastelloy B-2 (UNS N10665) - اسمي (بالوزن %)

هاستيلوي X (UNS N06002) - الملامح الاسمية

Hastelloy N (UNS N10003) و G-35 (UNS N06035)

تتوافر الكيميائيات الاسمية ل N وG-35 من هاينز؛ G-35 هو G-35 عالي الكروم (حوالي 33%) مع Mo حوالي 8%؛ N هو Ni-Mo-Cr مصمم خصيصًا لخدمة الملح المنصهر.

ملاحظة: القيم الاسمية أعلاه هي للمواصفات السريعة. يجب أن يشير القبول النهائي إلى شهادة المورد (تقرير اختبار المطحنة/اختبار المطحنة/اختبار MTR) ومواصفات الشراء ASTM/EN (على سبيل المثال ASTM B-575/B-622 للأنابيب/الألواح C-276).

ما الفرق بين هاستيلوي B و C؟

• Hastelloy B (على سبيل المثال، B-2) هو النيكل والموليبدينوم سبيكة تحتوي على نسبة منخفضة جداً من الكروم. صُممت من أجل تقلل بشدة الأحماض (وعلى الأخص حمض الهيدروكلوريك) ويقاوم هجوم الكلوريد في البيئات غير المؤكسدة.

• هاستيلوي C (مثل C-276، C-22) هي النيكل والكروم والموليبدينوم والموليبدينوم (± التنجستن) سبائك تحتوي على نسبة كبيرة من الكروم. وهي مصممة لـ مقاومة واسعة النطاقبما في ذلك مؤكسد و تقليل الوسائط، ولديهم مقاومة أفضل بكثير لـ التنقير والتآكل الشقوق والتشقق الإجهادي والتآكل الإجهادي في بيئات الكلوريد/الأكسدة.

جدول المقارنة

قواعد الاختيار العملية

• إذا كانت الخدمة تتضمن المؤكسدات (أملاح الحديديك أو حمض النيتريك أو الكلور أو الكلوريدات المؤكسدة) اختر C درجة (C-22 أو C-276).

• إذا كانت الخدمة تقلل بشدة (حمض الهيدروكلوريك المركّز، وبعض المواد الكيميائية المختزلة الخالية من الكلوريد) ثم B-2 غالبًا ما يكون الخيار الصحيح.

• بالنسبة للبيئات غير المؤكدة أو المختلطة، عادةً ما تكون C-276 (مقاومة واسعة) أو C-22 (مقاومة عالية للتنقر) خيارات أكثر أمانًا.

الخواص الميكانيكية والفيزيائية النموذجية (أرقام عملية)

فيما يلي نطاقات الخصائص التمثيلية في حالة التلدين أو المعالجة بالمحلول. تأكد دائمًا من الشكل الدقيق للمنتج.

• الكثافة: ~8.9 جم/سم مكعب تقريبًا للعديد من الهاستيلويز Ni-Mo-Cr (يختلف قليلاً حسب الرتبة).

• قوة الشد (ملدنة): بشكل عام ~ 650-900 ميجا باسكال اعتمادًا على الرتبة والمعالجة الحرارية (يكون Hastelloy X في درجة حرارة مرتفعة أقوى).

• العائد (0.2% إزاحة 0.2%): عادةً ما بين 200-500 ميجا باسكال في حالة التلدين (يعتمد ذلك على الدرجة ودرجة الحرارة).

• درجة الحرارة القصوى للخدمة المستمرة: بالنسبة لدرجات التآكل (C-276/C-22/B-22/B-2) عادةً ما تصل إلى 800-900 درجة فهرنهايت (430-480 درجة مئوية) لفترات قصيرة؛ أما السبائك ذات درجات الحرارة العالية (X) فتحتفظ بقوتها فوق 1000 درجة فهرنهايت (538 درجة مئوية).

(نظرًا لاختلاف البيانات الميكانيكية باختلاف شكل المنتج وسمكه ومعالجته الحرارية، اقتبس جداول الشركة المصنعة للتصميم).

ملاحظات التصنيع واللحام - ما يجب على المهندس معرفته

• قابلية اللحام: يتم لحام معظم الهاستيلويز (C-276، C-22، B-2، G-30/G-35) بسهولة باستخدام معادن حشو مناسبة قائمة على النيكل؛ تم اختيار C-276 تاريخيًا لأدائها أثناء اللحام (منخفضة C، منخفضة Si) مما يقلل من الترسيب بين المعادن. ارجع إلى إرشادات اللحام من هاينز لمعرفة متطلبات المعالجة الحرارية قبل اللحام وبعده.

• قابلية التشغيل الآلي: فولاذ الهاستيلوي أصعب في الماكينة من الفولاذ المقاوم للصدأ بسبب ارتفاع النيكل والموليبدينوم؛ استخدم أدوات صلبة وسرعات منخفضة ومبرد مناسب.

• التشكيل: يمكن إجراء التشكيل على البارد والساخن ولكن عادةً ما تكون المعالجات الحرارية بالصلب/المعالجة الحرارية بالحل مطلوبة لاستعادة الليونة ومقاومة التآكل بعد الشغل الثقيل.

لقطة الأسعار لعام 2025 - مقارنة عالمية (النطاقات العملية)

أسعار الهاستيلوي متقلبة وتعتمد على السبيكة وشكل المنتج (قضيب أو لوح أو أنبوب) والكمية وشروط التسليم (EXW/FOB/DEL). فيما يلي مصدرها لقطة من عام 2025 تم تجميعها من مؤشرات السوق الإقليمية وقوائم أسعار الموردين (النطاقات إرشادية ومخصصة لوضع الميزانية فقط).

تنبيهات مهمة:

1. يعطي مؤشر تشيماناليست مؤشرًا موثوقًا للسوق (الربع الأول من عام 2025 C-276 أمريكا الشمالية ~ 51,940 دولارًا أمريكيًا/طن متري). تظهر قوائم الموردين على شبكة الإنترنت في أسواق B2B بشكل متكرر ترويجية أو أسعار القطع الصغيرة التي لا تشمل الاعتماد والاختبار والتشغيل الآلي وضوابط التصدير والشحن - توقع أن تكون تكلفة المواد التي يتم تسليمها ومعتمدة أكثر.

2. تختلف الأسعار حسب شكل المنتج: الصفيحة مقابل القضيب المستدير مقابل الأنبوب غير الملحوم مقابل الأنبوب الملحوم؛ حيث إن الأنابيب غير الملحومة والمطروقات المعتمدة تتطلب علاوة.

اختيار سبيكة Hastelloy الصحيحة - تدفق القرار العملي

1. تحديد بيئة الخدمة:: مؤكسدة أم مختزلة؟ وجود كلوريدات؟ أملاح الفلورايد؟ درجة الحرارة؟

2. خريطة للكيمياء: إذا كانت مؤكسدة + كلوريدات → C-22 (كروم أعلى). في حالة الوسائط المختلطة/غير المؤكدة أو المقاومة الواسعة المطلوبة → C-276. إذا كانت الأحماض المختزلة القوية (HCl) → B-2. إذا كانت أملاح الفلورايد المنصهرة أو بيئة المفاعل → N. إذا كان الواجب الهيكلي عالي الحرارة → X.

3. تحديد احتياجات التصنيع:: اللحام المطلوب والمعالجة الحرارية بعد اللحام وتوافر النماذج المعتمدة.

4. الشراء باستخدام استعراض منتصف المدة وإمكانية التتبع:: اطلب دائمًا تقرير اختبار المطحنة والمطابقة لمعايير ASTM/EN (على سبيل المثال ASTM B-575/B-622 للألواح/الأنابيب).

الاعتبارات البيئية والتنظيمية

• بالنسبة للمكونات التي تحتفظ بالضغط، اتبع الرموز المعمول بها (ASME، PED) وتشمل إجراءات اللحام المؤهلة والاختبار غير القابل للتفكيك. يجب التحقق من صحة استبدال المواد عن طريق اختبار التآكل أو الرجوع إلى مخططات التآكل المتساوية من الشركة المصنعة عندما تكون الخدمة عدوانية.

• قد يكون لبعض أنواع Hastelloy (على سبيل المثال، تلك التي تحتوي على نسبة عالية من الكوبالت) اعتبارات التتبع/REACH في أوروبا - تحقق من الامتثال التنظيمي للسوق المستهدفة.

الأسئلة المتداولة

1. ما سبيكة Hastelloy الأفضل لخدمة مياه البحر الغنية بالكلوريد؟
   بالنسبة للخدمة المائية الحاملة للكلوريد، يعتبر C-22 وC-276 من أفضل الأنواع المرشحة؛ وعادةً ما يكون C-22 أكثر مقاومة للتآكل الناتج عن التنقر والتآكل الشقوق بسبب ارتفاع محتوى الكروم. تحقق دائمًا من صحة اختبارات كيمياء المياه المحددة.

2. هل يمكن استخدام Hastelloy B-2 في حمض النيتريك؟
   رقم B-2 ممتاز لاختزال الأحماض مثل HCl، ولكنه لا مخصص للأحماض المؤكسدة (النيتريك). استخدم الهاستيلويز عالي الكروم (G-35/C-22) لبيئات النيتريك.

3. هل سبيكة Hastelloy C-276 قابلة للحام بدون معالجة حرارية بعد اللحام؟
   في معظم استخدامات المعالجة الكيميائية القياسية، يمكن استخدام C-276 في حالة اللحام كما هو ملحوم بسبب محتواه المنخفض من الكربون؛ اتبع إرشادات الموردين في اللحام للخدمة الحرجة.

4. ما مدى ارتفاع تكلفة Hastelloy عن 316L غير القابل للصدأ؟
   اعتمادًا على الشكل والمنطقة، عادةً ما يكون Hastelloy C-276 في عام 2025 أكثر تكلفة للكيلوغرام الواحد من 316L بسبب ارتفاع محتوى النيكل/الموليبدينوم وانخفاض المعروض العالمي؛ وتعتمد المضاعفات الدقيقة على ظروف السوق وشكل المنتج.

5. هل الهاستيلويز محصنون ضد التآكل؟
   لا يوجد معدن محصن عالميًا. توفر سبائك الهاستيلوي مقاومة واسعة بشكل استثنائي، ولكن يمكن لوسائط ودرجات حرارة محددة (على سبيل المثال المؤكسدات ذات الشوائب الخاصة) أن تهاجم حتى هذه السبائك. استخدم بيانات التآكل المتساوية والاختبارات الميدانية للخدمات الحرجة.

6. ما هي المواصفات القياسية التي تغطي منتجات Hastelloy؟
   تشمل المعايير الشائعة مواصفات ASTM (الألواح والصفائح والقضبان والأنابيب) مثل ASTM B-575 وB-622 (C-276) ومختلف تسميات UNS/EN. حدد دائمًا مواصفات UNS وASTM/EN الدقيقة في طلبات الشراء.

7. هل يوجد "مكافئ" رخيص الثمن ل Hastelloy؟
   بالنسبة لبيئات محددة، توجد بدائل (على سبيل المثال، الفولاذ المزدوج/الفولاذ الأوستنيتي الفائق الأوستنيتي غير القابل للصدأ، وسبائك النيو-ني الأخرى)، ولكنها غالبًا ما تقايض في محور أداء واحد. بالنسبة للكيميائيات القاسية، عادةً ما يبرر أداء سبائك Hastelloy وتكلفة دورة الحياة العلاوة.

8. كيف يجب أن أضع ميزانية Hastelloy في عام 2025؟
   استخدم مؤشرات السوق (على سبيل المثال، Chemanalyst) كمعيار مرجعي؛ توقع فروق أسعار إقليمية وعلاوات للمكونات المعتمدة أو المصنعة آليًا أو الملحومة. بالنسبة لمادة C-276 في الربع الأول من عام 2025، ضع ميزانية تتراوح بين 50-90 دولارًا أمريكيًا/كجم تقريبًا في أمريكا الشمالية وأعلى من ذلك بالنسبة للأجزاء الجاهزة. اطلب دائمًا عروض أسعار رسمية.

القائمة المرجعية العملية للمشتريات

• حدد بالضبط UNS (على سبيل المثال، N10276) ومعيار ASTM/EN.

• الطلب سجل المعالجة الحرارية وسجل المعالجة الحرارية وتفاوتات الطاحونة.

• توضيح شكل المنتج (لوحة، قضيب، أنبوب غير ملحوم) وأبعاده.

• اطلب مواصفات اللحام/معدن الحشو وإجراءات اللحام إذا كان التسليم يتضمن لحامات.

• ميزانية المهلة الزمنية - غالبًا ما يكون لدرجات Hastelloy مهل زمنية أطول من الفولاذ المقاوم للصدأ بسبب محدودية قدرة المطاحن.

الملاحظات الختامية (الوجبات الجاهزة للمهندس العملي)

سبائك Hastelloy هي حلول ممتازة من النيكل القاعدي لمشاكل التآكل و/أو درجات الحرارة العالية. ويتوقف الاختيار الصحيح للدرجة المناسبة على الكيمياء ودرجة الحرارة والخدمة الميكانيكية. استخدم بيانات التآكل الخاصة بالشركة المصنّعة والاختبارات المعملية المصدق عليها عند الشك، وتأمين اختبارات منتصف المدة وسلاسل التوريد المعتمدة لتجنب الأعطال المكلفة. تُظهر أسعار السوق في عام 2025 فروق الأسعار الإقليمية والعلاوات المعتمدة على الشكل - تعامل مع تقديرات الأسعار على أنها تقديرات أولية حتى تتلقى عرض أسعار رسمي من المصنع/الموزع.

مراجع موثوقة

• هاستيلوي - ويكيبيديا
• سبيكة HASTELLOY® سبيكة C-22 - ملخص سبائك HASTELLOY - ASM Alloy Digest