Hastelloy X ist eine Nickel-Chrom-Eisen-Molybdän-Mischkristall-Superlegierung, die für ihre bemerkenswerte Hochtemperaturfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit bekannt ist. Unter MWalloysWir liefern Hastelloy X in Form von Blechen, Stangen, Stäben, Spulen, Drähten und Rohren, die für Gasturbinen, petrochemische Anlagen und Öfen entwickelt wurden.
Was ist Hastelloy X?
Hastelloy X ist eine Knetlegierung auf Nickelbasis mit folgender Nennzusammensetzung: Ni-Rest; Cr 20,5-23 %; Fe 17-20 %; Mo 8-10 %; Co 0,5-2,5 %; W 0,2-1 %; plus kleinere Mengen Mn, Si, Ti, Al, C, P, S, B.
Spezifikationen und Parameter
Kategorie | Eigentum | Wert / Spezifikation | Anmerkungen / Bedingungen |
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Chemische Zusammensetzung | Nickel (Ni) | Waage (≥47%) | Hauptbestandteil |
Chrom (Cr) | 20.5-23.5% | Schlüssel für Oxidationsbeständigkeit | |
Eisen (Fe) | 17.0-20.0% | Stabilisiert die austenitische Matrix | |
Molybdän (Mo) | 8.0-10.0% | Verbessert die Korrosions-/Kriechbeständigkeit | |
Wolfram (W) | 0,2-1,0% | Verstärkung der festen Lösung | |
Kobalt (Co) | 0,5-2,5% | Optimiert die Hochtemperaturfestigkeit | |
Kohlenstoff (C) | ≤0,05-0,15% | ||
Mangan (Mn) | ≤1,0-1,5% | ||
Silizium (Si) | ≤0,4-1,0% | ||
Physikalische Eigenschaften | Dichte | 8,22-8,30 g/cm³ | |
Schmelzbereich | 1295-1381°C (2363-2518°F) | ||
Wärmeleitfähigkeit | 11,2-14,4 W/m-K | Reichweite: RT (11.2) bis 1000°C (14.4) | |
Wärmeausdehnungskoeffizient | 12.1-13.3 × 10-⁶/°C | Gemessen bei 20-100°C | |
Spezifische Wärmekapazität | 377-449 J/kg-K | Bei 25°C | |
Elastischer Modul | 199-220 GPa | ||
Elektrischer spezifischer Widerstand | 1,18-1,28 μΩ-m | Bei 20°C | |
Mechanische Eigenschaften | Zugfestigkeit (RT) | 690-760 MPa (min) | Geglüht/lösungsbehandelt |
Streckgrenze (0,2% Offset, RT) | 275-340 MPa (min) | ||
Dehnung (RT) | 30-48% (min) | ||
Härte | 195-241 HB | Brinell; geglühter Zustand | |
Leistung bei hohen Temperaturen | Kontinuierlicher Dienst Grenze | 900°C (1652°F) | Langfristige Nutzung |
Kurzfristige Dienstgrenze | 1080°C (1976°F) | ||
Spannungsbruchfestigkeit (870°C) | ≥65 MPa | 1000h Dauer | |
Kriechrate (870°C) | 0,0003%/h | Bei 24,1 MPa | |
Wärmebehandlung | Lösungsglühen | 1150-1177°C (2100-2150°F), schnelle Luft/Wasser-Kühlung | Für Blech/Stab |
Stressabbau | 870°C (1600°F), 30-60 min, luftgekühlt | Nachschweißung/Bearbeitung | |
Fabrikation | Schweissverfahren | GTAW, GMAW, Widerstandsschweißen Füllstoff: Hastelloy X oder ERNiCrMo-11 47 |
Reinigung vor dem Schweißen obligatorisch |
Heißarbeit | 1170°C (2140°F) max, ≥950°C (1742°F) Ende | Schmieden/Walzen | |
Kaltbearbeitung | Zwischenglühen erforderlich | Aufgrund der hohen Kaltverfestigungsrate | |
Internationale Normen | Bar/Rod | ASTM B572, AMS 5754 | Luft- und Raumfahrtqualität |
Platte/Blatt/Streifen | ASTM B435, AMS 5536 | ||
Nahtloses/geschweißtes Rohr | ASTM B619/B622/B626, AMS 5587 | ||
Schmiedeteile | ASTM B564 | ||
Wichtige Anwendungen | Luft- und Raumfahrt | Brennkammern, Turbinenverkleidungen, Nachverbrenner | Strahltriebwerke (z. B. GE, Rolls-Royce) |
Industrieöfen | Strahlungsrohre, Brennergitter, Rollen | Petrochemie/Wärmebehandlung | |
Energie | Gasturbinenteile, Teile für Kernreaktoren | Stabilität bei hohen Temperaturen | |
Chemische Verarbeitung | Wärmetauscher, Reaktorbehälter | Säureresistente Ausrüstung |
🔑 Kritische Anmerkungen und Variabilitätsfaktoren
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Zusammengesetzte Bandbreiten:
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Geringfügige Elemente (z. B. Al ≤0,50%, Ti ≤0,15%) variieren je nach Norm; bei Nuklear-/Luftfahrtsorten sind strengere Kontrollen vorgeschrieben.
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Der Eisengehalt (17-20%) ist höher als bei typischen Ni-Basis-Legierungen, was die Kosteneffizienz bei gleichbleibender Leistung erhöht.
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Diskrepanzen zwischen mechanischen Eigenschaften:
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Stärke/Verlängerung: Höhere Zug-/Dehnungswerte (z. B. UTS 760 MPa) spiegeln eine optimierte Verarbeitung oder AMS-Spezifikationen wider; ASTM-Mindestwerte sind konservativ.
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Daten zu Hochtemperaturen: Die Zeitstandfestigkeit sinkt auf ~40 MPa bei 980°C; das Kriechen beschleunigt sich über 900°C.
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Einschränkungen bei der Herstellung:
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Schweißen: Geringe Wärmeeinbringung (≤100°C Zwischenlagentemperatur) verhindert Rissbildung; bei stark korrosiver Beanspruchung Glühen nach dem Schweißen erforderlich.
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Oxid-Entfernung: Oberflächenoxide haften stark; Sandstrahlen oder elektrochemisches Polieren empfohlen.
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3D-Druck-Kompatibilität:
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Pulvervarianten (15-150 µm) weisen eine Sphärizität von ≥98,5% und eine hohe Fließfähigkeit auf; Schichtdicke: 15-50 µm.
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💎 Zusammenfassung: Hastelloy® X zeichnet sich bei extremer Hitze (≤1080°C) durch unübertroffene Oxidationsbeständigkeit und Schweißbarkeit aus, was auf seine Ni-Cr-Mo-Fe-Matrix zurückzuführen ist. Seine Nischendominanz in Brennkammern der Luft- und Raumfahrt und in Industrieöfen beruht auf der ausgewogenen Kriechfestigkeit (z. B. 0,0003%/h bei 870 °C) und der guten Herstellbarkeit. Für Anwendungen im Nuklear- und Verteidigungsbereich ist die AMS 5754 für eine bessere Rückverfolgbarkeit zu beachten.
globaler Preisvergleich
Formular | China (USD/kg, FOB) | Europa (USD/kg) | USA (USD/kg) | Indien (USD/kg) |
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Platte/Blatt | $35/kg für 30-mm-Platten (100 kg MOQ) | $28/kg (~£24/kg) | - | $58/kg (~₹4.000/kg) |
Stange / Stab | $18/kg FOB Rundstahl | $28-35/kg Barren Notierungen | $30/kg (~₹7,000/kg) | $58/kg (~₹4.000/kg) |
Spule/Streifen | $10-20/kg OEM Luft- und Raumfahrt Spulendraht | $28-35/kg geschätztes Coil/Band | - | - | | ||
Draht | $10-20/kg Luft- und Raumfahrtdraht; $28-35/kg Standard-Draht | $29-37/kg geschätzter Draht | $30/kg (~₹7,000/kg) | - |
🔍 Einblicke
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China bietet äußerst wettbewerbsfähige Preise, mit Blechen zu $35/kg und Stangen zu $18/kg sowie Spulen/Drähten von $10-20/kg in der Luft- und Raumfahrt oder in Großmengen.
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Europa Die Preise umfassen im Allgemeinen $28-35/kgje nach Form und Bescheinigung.
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USA Verteiler Zitat um $30/kg für Stangen und Rohre.
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Indien weist höhere Preise auf, die bei etwa $58/kg (~₹4.000/kg) über Platten, Stangen und Rohre.
📌 Hinweis: Die Preise variieren je nach Menge, Oberflächenbeschaffenheit, Zertifizierung (z. B. AMS 5754/572) und Marktbedingungen. Für genaue Direktangebote mit MTCs und Vorlaufzeiten wenden Sie sich bitte an MWalloys-in der Regel innerhalb von 24 Stunden.
Warum Hastelloy X?
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Hervorragende Oxidationsbeständigkeit: Bildet bis zu 1200 °C einen zähen Oxidfilm.
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Festigkeit bei hohen Temperaturen: Behält seine Zugfestigkeit > 700 MPa bis zu 816 °C (1500 °F) bei.
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Verarbeitbarkeit: Hervorragende Schweißbarkeit (GTAW, GMAW, SMAW) und Umformbarkeit mit minimalem Rissrisiko.
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Korrosions- und SCC-Beständigkeit: Gute Beständigkeit gegen Chlorid-Spannungskorrosionsrisse in der Petrochemie.
Fertigung & Umformung
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Heißes Arbeiten: 1100-1220 °C; übermäßiges Kornwachstum vermeiden.
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Kaltbearbeitung: Verbessert die Festigkeit; anschließend erfolgt ein Lösungsglühen bei 1177 °C (2150 °F).
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Wärmebehandlung: Lösungsglühen bei 1177 °C; schnelles Abschrecken; optionale Alterung bei 650-870 °C für verbesserte Kriechfestigkeit.
Vergleich mit ähnlichen Legierungen
Eigentum | Hastelloy X | Legierung 625 | Inconel 718 |
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Oxidationsgrenze | 1200 °C | 980 °C | 700 °C |
Zugkraft @ RT | 755 MPa | 1030 MPa | 1100 MPa |
Kriechwiderstand | Überlegen bei der Aufkohlung | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet |
Verarbeitbarkeit | Ausgezeichnet | Gut | Gut |
Praktiken beim Schweißen
Verwenden Sie einen angepassten Schweißzusatz (ERNiCrMo-3), saubere Verbindungsflächen und eine kontrollierte Wärmezufuhr. Ein Glühen nach dem Schweißen bei 1177 °C ist optional, kann aber die maximale Korrosionsbeständigkeit wiederherstellen.
FAQs
1. Wie hoch ist die Gebrauchstemperatur und das Oxidationsverhalten von Hastelloy X?
Hastelloy X behält seine Festigkeit und hervorragende Oxidationsbeständigkeit bis zu einer Temperatur von etwa 1.200 °C (2.200 °F). In Tests blieben die aus X hergestellten Ofenrollen in gutem Zustand, nachdem 8.700 Stunden bei 1.177 °Cund beweist damit seine Hochtemperaturstabilität.
2. Wie beständig ist Hastelloy X gegen Aufkohlung und Nitrierung?
Die Legierung weist eine hervorragende Beständigkeit auf: nach 100 Stunden in Petrolkokswar es das einzige getestete Material, das keine Aufkohlung. In Ammoniak/Stickstoff-Atmosphären bei hohem Druck war der Nitridfall minimal - etwa ¼ die Dicke von Vergleichslegierungen.
3. Ist Hastelloy X anfällig für Spannungskorrosionsrisse?
Nein. Es weist auf außergewöhnliche SCC-Beständigkeit in petrochemischen und chloridhaltigen Umgebungen. Sein homogenes Mischkristallgefüge minimiert die Rissbildung.
4. Wie schweißbar ist Hastelloy X, und sind nach der Herstellung Wärmebehandlungen erforderlich?
Sehr gut schweißbar. Es eignet sich für GTAW, GMAW, SMAW und Widerstandsschweißen. Schritte zur Wiederherstellung der Warmarbeit werden empfohlen, aber solution annealing isn't always required es sei denn, maximale Korrosionsbeständigkeit ist entscheidend.
5. Wie sind die Ermüdungs- und Zugeigenschaften, auch bei erhöhten Temperaturen?
Bei Raumtemperatur hat Hastelloy X eine Zugfestigkeit von ~755 MPa und ergeben ~385 MPamit ungefähr 22% Dehnung. Es zeigt auch eine robuste Ermüdungsleistung bei hohen Zyklen 750 °C, insbesondere wenn sie mit fortschrittlichen Methoden wie der Laser-Pulver-Fusion hergestellt werden.
6. In welchen Industriezweigen wird Hastelloy X am häufigsten verwendet?
Hastelloy X zeichnet sich aus durch:
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Gasturbinen: Brennkammerauskleidungen, Kanäle, Rahmen.
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Industrielle ÖfenSchalen, Rollen, Körbe, Muffeln, die oxidierenden/aufkohlenden Umgebungen standhalten.
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Petrochemische AnlagenWärmeaustauscher, Retorten in schwierigen Atmosphären.