Gradi di materiale Hastelloy: Proprietà, prezzo, composizioni chimiche

Le leghe Hastelloy sono una famiglia di superleghe a base di nichel, resistenti alla corrosione e progettate per gli ambienti chimici più difficili e ad alta temperatura. Per la maggior parte delle applicazioni di lavorazione chimica e ad alto contenuto di cloruri, Hastelloy C-276 e C-22 rimangono la scelta di base perché combinano un'ampia resistenza ai mezzi ossidanti e riducenti con un'affidabile saldabilità; Hastelloy B-2 è da preferire in caso di forte riduzione ambienti acidi (ad esempio acido cloridrico concentrato); e Hastelloy X e N sono scelti quando la forza ad alta temperatura e la resistenza all'ossidazione sono importanti. Quando si specifica un grado di Hastelloy, è necessario abbinare la chimica della lega e la forma (piastra, barra, tubo, riempimento di saldatura) al fluido, alla temperatura e al carico meccanico: questa singola decisione determina solitamente le prestazioni a lungo termine e il costo totale del ciclo di vita.

Come si chiamano e si raggruppano gli Hastelloy (rapida introduzione)

• "Hastelloy" è un nome commerciale originariamente associato alle leghe di nichel sviluppate da Haynes; la famiglia comprende decine di gradi identificati da lettere e numeri (C-276, C-22, B-2, X, N, G-30, G-35, ecc.). Haynes e altri produttori forniscono le denominazioni UNS standard (per esempio C-276 = UNS N10276, C-22 = UNS N06022, B-2 = UNS N10665).

• Due raggruppamenti pratici utilizzati nella selezione ingegneristica:

  1. Elevata resistenza alla corrosione (acquosa) - Ad esempio, C-276, C-22, G-30/G-35.

  2. Resistenza agli acidi fortemente riducenti (basso o nullo Cr) - ad esempio, B-2.

  3. Leghe per alte temperature - Ad esempio, X, N (progettati per la resistenza all'ossidazione e al creep).

Quali sono i gradi di hastelloy?

(Questa tabella è una selezione sintetica; esistono molte altre varianti di Hastelloy per usi di nicchia).

Composizioni chimiche rappresentative (nominali)

Di seguito sono riportati nominale composizioni per i gradi di Hastelloy più comunemente specificati. Utilizzare le schede tecniche del produttore per le specifiche finali di approvvigionamento e le bande di tolleranza.

Hastelloy C-276 (UNS N10276) - nominale (wt.%)

Hastelloy C-22 (UNS N06022) - nominale (wt.%)

Hastelloy B-2 (UNS N10665) - nominale (wt.%)

Hastelloy X (UNS N06002) - caratteristiche nominali

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

Le chimiche nominali per N e G-35 sono disponibili presso Haynes; G-35 è ad alto tenore di Cr (~33%) con Mo ~8%; N è Ni-Mo-Cr adattato per il servizio a sali fusi.

Nota: I valori nominali di cui sopra sono per una rapida specificazione. L'accettazione finale deve fare riferimento al certificato del fornitore (mill test report / MTR) e alle specifiche di acquisto ASTM/EN (ad esempio ASTM B-575/B-622 per tubi/piastre C-276).

Qual è la differenza tra hastelloy B e C?

• Hastelloy B (ad esempio, B-2) è un nichel-molibdeno lega a bassissimo contenuto di cromo. È progettata per riducendo fortemente acidi (in particolare l'acido cloridrico) e resiste all'attacco dei cloruri in ambienti non ossidanti.

• Hastelloy C (ad esempio, C-276, C-22) sono nichel-cromo-molibdeno (±tungsteno) leghe con un elevato contenuto di cromo. Sono progettati per resistenza ad ampio spettro, tra cui ossidante e riduzione e hanno una migliore resistenza alla pitting, corrosione interstiziale e cricche da tensocorrosione in ambienti clorurati/ossidanti.

tabella di confronto

Regole pratiche di selezione

• Se il servizio comprende ossidanti (sali ferrici, acido nitrico, cloro o cloruri ossigenati) scegliete un C (C-22 o C-276).

• Se il servizio è riducendo fortemente (HCl concentrato, alcuni prodotti chimici riducenti privi di cloruri) quindi B-2 è spesso la scelta corretta.

• Per ambienti incerti o misti, il C-276 (ampia resistenza) o il C-22 (elevata resistenza alla vaiolatura) sono di solito le scelte più sicure.

Proprietà meccaniche e fisiche tipiche (numeri pratici)

Di seguito sono riportati gli intervalli di proprietà rappresentativi in condizioni di ricottura o di trattamento in soluzione. Confermare sempre la forma esatta del prodotto.

• Densità: ~8,9 g/cm³ per molti Ni-Mo-Cr Hastelloys (varia leggermente a seconda del grado).

• Resistenza alla trazione (ricotto): generalmente ~650-900 MPa a seconda del grado e del trattamento termico (l'Hastelloy X a temperatura elevata è più forte).

• Rendimento (offset 0,2%): tipicamente 200-500 MPa in condizioni di ricottura (a seconda del grado e della temperatura).

• Temperatura massima di servizio continuo: per corrosione (C-276/C-22/B-2) in genere fino a ~800-900°F (430-480°C) per brevi periodi; le leghe per alte temperature (X) mantengono la resistenza ben oltre i 1000°F (538°C).

(Poiché i dati meccanici variano a seconda della forma, dello spessore e del trattamento termico del prodotto, citare le tabelle del produttore per la progettazione).

Note sulla fabbricazione e sulla saldatura: ciò che un ingegnere deve sapere

• Saldabilità: La maggior parte degli Hastelloy (C-276, C-22, B-2, G-30/G-35) sono facilmente saldabili utilizzando metalli d'apporto appropriati a base di nichel; il C-276 è stato scelto storicamente per le sue prestazioni as-welded (basso C, basso Si) che riducono la precipitazione intermetallica. Consultare le linee guida di saldatura Haynes per i requisiti di preriscaldamento e trattamento termico post-saldatura.

• Lavorabilità: Gli Hastelloy sono più difficili da lavorare rispetto agli acciai inossidabili a causa dell'elevato contenuto di nichel e molibdeno; utilizzare utensili rigidi, velocità ridotte e un refrigerante adeguato.

• Formazione: La formatura a freddo e a caldo è possibile, ma in genere sono necessari trattamenti termici di ricottura/soluzione per ripristinare la duttilità e la resistenza alla corrosione dopo una lavorazione pesante.

2025: istantanea dei prezzi - confronto globale (intervalli pratici)

I prezzi dell'Hastelloy sono volatili e dipendono dalla lega, dalla forma del prodotto (barra, piastra, tubo), dalla quantità e dai termini di consegna (EXW/FOB/DEL). Di seguito è riportato un inacidito 2025, ricavato dagli indici di mercato regionali e dai listini dei fornitori (gli intervalli sono indicativi e servono solo per la definizione del budget).

Avvertenze importanti:

1. L'indice Chemanalyst fornisce un indicatore di mercato affidabile (Q1 2025 C-276 Nord America ~USD 51,940/MT). Le inserzioni web dei fornitori sui mercati B2B mostrano spesso promozionale o i prezzi dei piccoli lotti che escludono la certificazione, i test, la lavorazione, i controlli all'esportazione e il trasporto - aspettatevi che il materiale consegnato e certificato costi di più.

2. I prezzi variano a seconda della forma del prodotto: piastra o barra tonda, tubo senza saldatura o tubo saldato; i tubi senza saldatura e i forgiati certificati hanno un prezzo superiore.

Selezione dell'Hastelloy corretto - flusso decisionale pratico

1. Definire l'ambiente di servizio: ossidante o riducente? presenza di cloruri? sali di fluoro? temperatura?

2. Mappa della chimica: Se ossidante + cloruri → C-22 (Cr più elevato). Se mezzi misti/incerti o se è richiesta un'ampia resistenza → C-276. Se acidi fortemente riducenti (HCl) → B-2. Se sali di fluoruro fusi o ambiente di reattore → N. Se servizio strutturale ad alta temperatura → X.

3. Decidere le esigenze di fabbricazione: saldatura richiesta, trattamento termico post-saldatura e disponibilità di moduli certificati.

4. Approvvigionamento con MTR e tracciabilità: richiedere sempre un rapporto di prova della cartiera e la conformità alle norme ASTM/EN (ad esempio ASTM B-575/B-622 per piastre/tubi).

Considerazioni ambientali e normative

• Per i componenti a pressione, seguire i codici applicabili (ASME, PED) e includere procedure di saldatura qualificate e NDT. La sostituzione del materiale deve essere convalidata mediante test di corrosione o facendo riferimento ai diagrammi di isocorrosione del produttore quando il servizio è aggressivo.

• Alcuni tipi di Hastelloy (ad esempio, quelli ad alto contenuto di cobalto) possono avere considerazioni sulla tracciabilità/REACH in Europa - verificare la conformità normativa per il mercato di destinazione.

Domande frequenti

1. Qual è l'Hastelloy migliore per il servizio con acqua di mare ricca di cloruri?
   Per il servizio acquoso con cloruri, il C-22 e il C-276 sono i candidati migliori; il C-22 ha in genere una resistenza superiore alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale grazie al contenuto di cromo più elevato. Convalidare sempre con test specifici sulla chimica dell'acqua.

2. L'Hastelloy B-2 può essere utilizzato nell'acido nitrico?
   No. Il B-2 è eccellente per ridurre gli acidi come l'HCl ma è non destinati agli acidi ossidanti (nitrici). Utilizzare Hastelloys ad alto contenuto di Cr (G-35/C-22) per ambienti nitrici.

3. L'Hastelloy C-276 è saldabile senza trattamento termico post-saldatura?
   Nella maggior parte delle applicazioni standard di lavorazione chimica, il C-276 può essere utilizzato allo stato saldato grazie al suo basso contenuto di carbonio; seguire le indicazioni del fornitore per la saldatura in caso di servizio critico.

4. Quanto è più costoso l'Hastelloy rispetto all'inossidabile 316L?
   A seconda della forma e della regione, l'Hastelloy C-276 nel 2025 è comunemente un ordine di grandezza o più costoso per kg rispetto al 316L a causa dell'elevato contenuto di nichel/molibdeno e della minore offerta globale; i multipli esatti dipendono dalle condizioni di mercato e dalla forma del prodotto.

5. Gli Hastelloy sono immuni alla corrosione?
   Nessun metallo è universalmente immune. Le leghe Hastelloy offrono una resistenza eccezionalmente ampia, ma mezzi e temperature specifici (ad esempio ossidanti con particolari impurità) possono attaccare anche queste leghe. Utilizzate i dati di isocorrosione e le prove sul campo per i servizi critici.

6. Quali norme coprono i prodotti Hastelloy?
   Gli standard più comuni includono le specifiche ASTM (lamiere, fogli, barre, tubi) come ASTM B-575, B-622 (C-276) e varie designazioni UNS/EN. Specificare sempre gli standard UNS e ASTM/EN esatti sugli ordini di acquisto.

7. Esiste un "equivalente" economico dell'Hastelloy?
   Per ambienti specifici, esistono alternative (ad esempio, acciai inossidabili duplex/super-austenitici, altre leghe di Ni), ma spesso si tratta di compromessi su un asse di prestazione. Per gli ambienti chimici più difficili, le prestazioni e il costo del ciclo di vita dell'Hastelloy giustificano di solito il sovrapprezzo.

8. Come si deve prevedere il budget per l'Hastelloy nel 2025?
   Utilizzare gli indici di mercato (ad esempio, Chemanalyst) come punto di riferimento; aspettarsi spread e premi regionali per i componenti certificati, lavorati o saldati. Per il C-276 nel primo trimestre del 2025, si prevede un prezzo di circa 50-90 dollari/kg in Nord America e un prezzo più alto per le parti finite. Richiedere sempre quotazioni formali.

Lista di controllo pratica per gli acquisti

• Specificare esattamente UNS (ad esempio, N10276) e standard ASTM/EN.

• Richiesta MTR, record di trattamento termico e tolleranze di fresatura.

• Chiarire la forma del prodotto (piastra, barra, tubo senza saldatura) e le dimensioni.

• Richiedere le specifiche di saldatura/metallo d'apporto e la procedura di saldatura se la fornitura prevede saldature.

• Budget per i tempi di consegna - I gradi di Hastelloy hanno spesso tempi di consegna più lunghi rispetto all'acciaio inossidabile, a causa della capacità limitata degli stabilimenti.

Note conclusive (spunti pratici per l'ingegnere)

Le leghe Hastelloy sono soluzioni premium a base di nichel per problemi corrosivi e/o ad alta temperatura. La scelta del grado giusto è una funzione della chimica, della temperatura e dell'impiego meccanico. Utilizzate i dati di isocorrosione del produttore, i test di laboratorio convalidati in caso di dubbio e gli MTR sicuri e le catene di fornitura certificate per evitare guasti costosi. I prezzi di mercato nel 2025 mostrano una diffusione regionale e premi dipendenti dalla forma: considerate le stime dei prezzi come preliminari fino a quando non riceverete una quotazione ufficiale da parte della cartiera/distributore.

Riferimenti autorevoli

• Hastelloy - Wikipedia
• Lega HASTELLOY® C-22 - Digestione di leghe ASM