Hastelloy C-4 ist eine kohlenstoffarme Nickel-Chrom-Molybdän-Superlegierung, die für ihre mikrostrukturelle Stabilität und außergewöhnliche Beständigkeit gegen oxidierende und reduzierende Säuren - einschließlich Salz- und Schwefelsäure - sowie gegen chloridinduzierte Lochfraß- und Spaltkorrosion. Wir bei MWalloys liefert kundenspezifisches C-4 in Form von Platten, Stangen, Stäben, Coils, Draht, Rohren und Schweißzusatzwerkstoffen, die für die aggressivsten chemischen Prozesse geeignet sind.
Was ist die Legierung C-4?
Die Legierung C-4 (UNS N06455, EN 2.4610) ist die am mikrostrukturell stabilsten einer der üblichen Ni-Cr-Mo-Werkstoffe, der entwickelt wurde, um einer "Sensibilisierung" in wärmebeeinflussten Schweißzonen zu widerstehen. Er verträgt raue chemische Umgebungen ohne Korngrenzenausscheidungen, die zu interkristallinem Angriff führen.
Hastelloy®-Legierung C-4 (UNS N06455) Vollständige Spezifikationen und Parameter
Kategorie | Eigentum | Wert / Spezifikation | Anmerkungen und Bedingungen |
---|---|---|---|
Chemische Zusammensetzung | Nickel (Ni) | Waage (≥59%) | Hauptbestandteil |
Chrom (Cr) | 14.0-18.0% | Oxidationsbeständigkeit | |
Molybdän (Mo) | 14.0-17.0% | Korrosionsbeständigkeit in reduzierenden Medien | |
Eisen (Fe) | ≤3.0% | Stabilisator | |
Titan (Ti) | ≤0,70% | Korngrenzenstabilisator | |
Kohlenstoff (C) | ≤0,015% | Niedriger Kohlenstoffgehalt minimiert die Sensibilisierung | |
Mangan (Mn) | ≤1.00% | ||
Silizium (Si) | ≤0,08% | ||
Kobalt (Co) | ≤2.0% | ||
Schwefel (S) | ≤0,03% | ||
Phosphor (P) | ≤0,04% | ||
Physikalische Eigenschaften | Dichte | 8,64-8,94 g/cm³ | |
Schmelzbereich | 1325-1380°C (2417-2516°F) | ||
Wärmeleitfähigkeit | 10,1-11,4 W/m-K | Bei 100°C | |
Wärmeausdehnungskoeffizient | 10,3-13,3 μm/m-°C | 20-100°C Bereich | |
Elastischer Modul | 210-211 GPa | Bei 20°C | |
Elektrischer spezifischer Widerstand | 1,24-1,25 μΩ-m | Bei 20°C | |
Mechanische Eigenschaften | Zugfestigkeit (RT) | ≥690 MPa (min) | Geglüht/lösungsbehandelt |
Streckgrenze (0,2% Offset, RT) | ≥275-310 MPa (min) | ||
Dehnung (RT) | ≥40% (min) | ||
Härte | ≤200 HB | Brinell; geglühter Zustand | |
Thermische Eigenschaften | Kontinuierlicher Dienst Grenze | ≤400°C (752°F) | Langfristiger Korrosionsschutz |
Kurzfristige Stabilität | 650-1040°C (1202-1904°F) | Widersteht der Versprödung während der Alterung | |
Spannungsbruchfestigkeit (600°C) | ~40 MPa | Für 1.000h | |
Korrosionsbeständigkeit | Reduktionsmittel (H₂SO₄, HCl, H₃PO₄) | Ausgezeichnet (z. B. geringe Korrosion bei siedendem 65% H₂SO₄) | |
Oxidierende Medien (HNO₃, Mischsäuren) | Gut (widersteht Salpetersäure bis zu mäßigen Konzentrationen) | ||
Halogenide (Cl-, Meerwasser, Salzlake) | Außergewöhnlich (widersteht Lochfraß, SCC und Spaltkorrosion) | ||
Organische Säuren (CH₃COOH, Essigsäureanhydrid) | Überlegene | ||
Fabrikation | Heißarbeit | 1080-900°C (1976-1652°F), schnelles Abschrecken | Gefolgt von Lösungsglühen |
Lösungsglühen | 1065-1200°C (1950-2190°F), schnelles Abkühlen | Wasser-/Luftabschreckung | |
Schweißen | GTAW/GMAW mit ERNiCrMo-11-Zusatzwerkstoff Geringe Wärmezufuhr (Zwischenpass ≤150°C) |
Reinigung vor dem Schweißen unerlässlich | |
Bearbeitung | Herausfordernd (Hartmetallwerkzeuge verwenden; niedrige Geschwindigkeiten/hohe Vorschübe) | Hohe Kaltverfestigungsrate | |
Internationale Normen | Bar/Rod | ASTM B574, ASME SB-574 | |
Platte/Blatt/Streifen | ASTM B575, ASME SB-575 | ||
Nahtloses/geschweißtes Rohr | ASTM B619/B622/B626, ASME SB-619/SB-622/SB-626 | ||
Schmiedeteile/Fittings | ASTM B564, ASME SB-564 | ||
Anwendungen | Chemische Verarbeitung | Reaktoren, Wärmetauscher, Säureregenerationsanlagen | |
Rauchgasentschwefelung (REA) | Wäscher, Kanäle, Klappen | ||
Galvanisieren/Beizen | Tanks, Heizungen, Armaturen | ||
Wiederaufbereitung von Kernbrennstoff | Chlorierungsreaktoren, Abfallbehandlungssysteme |
🔑 Wichtige Hinweise und Quellen der Variabilität
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Kompositorische Grenzen:
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Niedriger C-, Si- und Fe-Gehalt sowie das Fehlen von W sind entscheidend für die thermische Stabilität (650-1040 °C) und die Resistenz gegen Sensibilisierung.
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Ti (≤0,7%) unterdrückt die Ausscheidung von Karbid an der Korngrenze in geschweißten Zonen.
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Diskrepanzen zwischen Eigenschaften:
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Dichte/Wärmeleitfähigkeit: Leichte Abweichungen (8,64-8,94 g/cm³; 10,1-11,4 W/m-K) ergeben sich aus den Verarbeitungsmethoden und den Prüftemperaturen.
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Mechanische Festigkeit: Die Mindestwerte für Zugfestigkeit/Dehnbarkeit sind ASTM-Garantien; typische Industrieberichte zeigen höhere Werte (z. B. UTS bis zu 795 MPa).
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Highlights der Korrosionsleistung:
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Säuremischungen: Einzigartige Beständigkeit gegen HCl/HNO₃-Mischungen und verunreinigte Mineralsäuren durch ausgewogenes Cr/Mo-Verhältnis.
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Integrität der Schweißnaht: Niedriger C-Gehalt verhindert interkristalline Korrosion im geschweißten Zustand - wichtig für REA-Systeme.
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Einschränkungen bei der Herstellung:
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Wärmebehandlung: Schwefelhaltige Atmosphären vermeiden (>0,1% S im Brennstoff), um Versprödung zu vermeiden.
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Thermische Exposition: Längerer Betrieb über 400°C kann die Duktilität verringern; Spannungsarmglühen von Schweißnähten bei Anwendungen über 150°C.
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💎 Zusammenfassung: Hastelloy® C-4 zeichnet sich in aggressiven reduzierenden/oxidierenden Umgebungen (z. B. heiße Säuren, Chloride) durch eine unübertroffene thermische Stabilität (≤1040°C) aus. Seine kohlenstoffarme Ni-Cr-Mo-Matrix gewährleistet eine Schweißbarkeit ohne Sensibilisierung, was ihn für chemische, nukleare und Umweltschutzausrüstungen unverzichtbar macht. Für Nuklear-/Luftfahrtsorten ist ASTM B574/B575 mit zusätzlichen Tests zu spezifizieren.
Hastelloy C-4 Weltweiter Preisvergleich (USD/kg & CNY/kg)
Produkt Form | China | Europa | Vereinigte Staaten | Indien |
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Platte | $21,4-67,6 USD/kg ¥155-490 CNY/kg |
$38,6-44,8 USD/kg ¥280-325 CNY/kg |
$34,5-41,4 USD/kg ¥250-300 CNY/kg |
$20,7-27,6 USD/kg ¥150-200 CNY/kg |
Bar/Rod | $24,3-39,9 USD/kg ¥176-289 CNY/kg |
$41,4-48,3 USD/kg ¥300-350 CNY/kg |
$37,9-44,8 USD/kg ¥275-325 CNY/kg |
$22,1-31,0 USD/kg ¥160-225 CNY/kg |
Spule | $26,2-31,0 USD/kg ¥190-225 CNY/kg |
$44,8-51,7 USD/kg ¥325-375 CNY/kg |
$41,4-48,3 USD/kg ¥300-350 CNY/kg |
$24,8-34,5 USD/kg ¥180-250 CNY/kg |
Draht | $29,0-34,5 USD/kg ¥210-250 CNY/kg |
$48,3-55,2 USD/kg ¥350-400 CNY/kg |
$44,8-51,7 USD/kg ¥325-375 CNY/kg |
$27,6-37,9 USD/kg ¥200-275 CNY/kg |
🔎 Wichtige Beobachtungen und Markttreiber
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Regionale Preisstaffeln
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Asien (China und Indien): Niedrigste Preise aufgrund wettbewerbsfähiger inländischer Produktion (z. B. Shanghai Yehu, Guoni Heavy Industry) und geringerer Logistikkosten.
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Europa und USA.: Die 40-60%-Prämie wird durch strenge Zertifizierungen (ASTM/ASME/AMS), Einfuhrzölle und Kosten für die Einhaltung der Vorschriften bestimmt.
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Produkt-Form-Prämien
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Draht > Spule > Barren > Platte: Die Komplexität der Verarbeitung erhöht die Kosten (z. B. erfordert der Draht ein mehrstufiges Kaltziehen).
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Spule: Höher als bei Blechen aufgrund der kontinuierlichen Walzung/Oberflächenbehandlung, aber niedriger als bei Draht.
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Mengenrabatte
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China: 5-10% Rabatt für Bestellungen ≥100 kg (z.B. Spule sinkt auf ¥150/kg).
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Europa/U.S.: Begrenzte Preisnachlässe (3-5% für >1 Tonne) aufgrund der fixen Gemeinkosten für die Einhaltung der Vorschriften.
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Regionale Nuancen
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Indien: Die Preise können aufgrund der Importabhängigkeit (Abhängigkeit von chinesischen Zwischenprodukten) die angegebenen Spannen überschreiten.
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Europa: Deutsche Marken (W.Nr. 2.4610) befehlen 8-12% premium für Nuklear-/Luftfahrtspezifikationen.
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Warum C-4 wählen?
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HAZ-Stabilität: Widersteht Ausscheidungen an den Korngrenzen auch nach dem Schweißen und verringert so das Sensibilisierungsrisiko.
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Säurebeständigkeit: Übertrifft Alloy C-276 in salzhaltigen und schwefelhaltigen Umgebungen.
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Einsatz bei hohen Temperaturen: Behält seine mechanische Integrität bis zu 1.038 °C (1.900 °F) bei.
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Vielseitigkeit: Erhältlich in geschmiedeter, geschweißter und plattierter Form - für maximale Designfreiheit.
Herstellung und Umformung von Alloy C-4
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Heißes Arbeiten: Schmieden oder Walzen zwischen 955-1.177 °C; Überhitzung vermeiden, um Kornwachstum zu vermeiden.
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Kaltbearbeitung: Verfestigt die Legierung; anschließend Lösungsglühen bei 1.066 °C (1.950 °F) für 10-30 Minuten, dann Abschrecken.
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Schweißen: Kompatibel mit ENiCrMo-7-Elektroden oder ERNiCrMo-7-Draht; gute Schweißbarkeit ohne Nachglühen.
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Bearbeitbarkeit: Mäßig; verwenden Sie starre Werkzeuge und mäßige Geschwindigkeiten, um die Verfestigung des Werkstücks zu kontrollieren.
Vergleich mit ähnlichen Legierungen
Merkmal | C-4 | C-276 | G-30 |
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Cr-Mo-Gehalt | 14-18 % Cr, 14-17 % Mo | 16 % Cr, 16 % Mo | 30 % Cr, 5,5 % Mo |
HAZ-Sensibilisierung | Sehr niedrig | Mäßig | Sehr niedrig |
HCl-Beständigkeit | Ausgezeichnet | Gut | Mäßig |
Maximale Betriebstemperatur | 1,038 °C | 982 °C | 250 °C in P₂O₅ |
Praktiken beim Schweißen
Verwenden Sie GTAW/GMAW mit ENiCrMo-7. Zwischenlage < 150 °C; für allgemeine Anwendungen ist kein Glühen nach dem Schweißen erforderlich, obwohl eine Lösungsbehandlung für extreme Säureanwendungen von Vorteil ist.
FAQS
1. Warum gilt Hastelloy C-4 nach dem Schweißen als mikrostrukturell stabil?
Hastelloy C-4 widersteht Ausscheidungen an den Korngrenzen (wie M₆C- oder Sigma-Phasen) selbst bei großer Hitze, so dass es sicher geschweißt werden kann, ohne eine Sensibilisierung befürchten zu müssen. Diese Stabilität minimiert die interkristalline Korrosion in der WEZ, ein häufiges Problem bei C-276 und nichtrostenden Stählen.
2. Welchen Säuren und korrosiven Umgebungen kann C-4 widerstehen?
Es ist beständig gegen oxidierende und reduzierende Säuren - einschließlich Salz-, Schwefel-, Ameisen- und Essigsäure - sowie gegen chloridhaltige Atmosphären und Seewasser. Kritische Tests zeigen, dass seine Korrosionsbeständigkeit viele Ni-Cr-Mo-Legierungen übertrifft.
3. Dose Hastelloy C-4 bei hohen Temperaturen verwendet werden, ohne sich zu zersetzen?
Ja. C-4 behält seine strukturelle Stabilität und Duktilität bis zu ~1.038 °C (1.900 °F) bei. Es bildet keine schädlichen intermetallischen Phasen (wie Sigma oder Mu), auch nicht nach längerer Exposition im Bereich von 649-1.038 °C.
4. Ist Hastelloy C-4 anfällig für Spannungsrisskorrosion (SCC)?
Hastelloy C-4 weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen chloridinduzierten SCC auf und wird routinemäßig für spannungskorrosive Umgebungen spezifiziert, in denen nichtrostende Stähle versagen würden.
5. Wie sollte C-4 geschweißt werden, um die Leistungsfähigkeit zu gewährleisten?
Zu den empfohlenen Praktiken gehören GTAW/GMAW mit ERNiCrMo-7 Füllstoffund die Einhaltung niedriger Zwischenlagentemperaturen (<150 °C) sowie die Gewährleistung der Sauberkeit vor dem Schweißen. Dank seiner schweißstabilen Mikrostruktur ist im Allgemeinen kein Glühen nach dem Schweißen erforderlich.
6. Was macht C-4 maschinell bearbeitbar und formbar?
C-4 härtet zwar schneller aus als rostfreier Stahl, lässt sich aber dennoch mit starren Werkzeugen und kontrollierten Geschwindigkeiten recht gut bearbeiten. Außerdem kann er warmgeschmiedet (955-1.177 °C) oder kaltverformt werden, ohne dass die Korrosionsbeständigkeit darunter leidet. Bei Bedarf kann die Duktilität durch Lösungsglühen (1.066 °C, wassergehärtet) wiederhergestellt werden..