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Hastelloy B-3/UNS N10675/W. Nr. 2.4600/Barra de liga B-3
Hastelloy B-3/UNS N10675/W. Nr. 2.4600/Barra de liga B-3

Hastelloy B-3/UNS N10675/W. Nr. 2.4600/Barra de liga B-3

A barra de Hastelloy B-3, designada como UNS N10675, número de material W.Nr. 2.4600, e vulgarmente conhecida como Liga B-3, é uma liga de níquel-molibdénio ...

A barra de Hastelloy B-3, designada como UNS N10675, número de material W.Nr. 2.4600, e vulgarmente conhecida como Liga B-3, é uma liga de níquel-molibdénio especificamente concebida para uma resistência excecional aos ambientes corrosivos redutores mais severos, particularmente o ácido clorídrico quente e outros ácidos não oxidantes. Esta forma de barra representa uma geração avançada de ligas de níquel-molibdénio, oferecendo uma estabilidade térmica, capacidade de fabrico e resistência à corrosão intergranular significativamente melhoradas em comparação com as suas antecessoras, tornando-a um material essencial para a maquinagem de componentes como veios de bombas, componentes internos de válvulas e peças de reactores em processos químicos e farmacêuticos exigentes.

Hastelloy B-3

Introdução ao Hastelloy B-3 (Liga B-3)

O Hastelloy B-3 foi desenvolvido para resolver os problemas de instabilidade térmica e soldabilidade associados às ligas anteriores do tipo B. Através do controlo preciso do ferro, do crómio e de outros elementos menores, o B-3 apresenta uma resistência muito maior à formação de fases intermetálicas prejudiciais durante a exposição térmica, como a soldadura ou o serviço a alta temperatura. Isto resulta na manutenção da ductilidade e da resistência à corrosão nas zonas afectadas pelo calor. O stock de barras é a primeira escolha para componentes que têm de suportar ácido clorídrico concentrado e quente e outros meios redutores agressivos sem falhar devido a fragilização relacionada com o fabrico.

Composição química da barra de Hastelloy B-3

A estabilidade térmica superior e a resistência à corrosão da barra de Hastelloy B-3 são alcançadas através da sua química altamente controlada e de baixa impureza. Fornecido pela Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd., o stock de barras cumpre especificações exactas que garantem o seu desempenho optimizado nos ambientes redutores mais exigentes.

Elemento Percentagem (%) – Intervalo típico Função primária na liga
Níquel (Ni) Equilíbrio (≥ 65,0) Elemento de base; forma a matriz austenítica estável, fornecendo a estrutura fundamental e a resistência à fissuração por corrosão sob tensão.
Molibdénio (Mo) 27.0 - 32.0 Elemento de liga primário; confere uma resistência excecional a ácidos redutores como os ácidos clorídrico, sulfúrico e fosfórico. Proporciona resistência a soluções sólidas.
Ferro (Fe) 1.0 - 3.0 Cuidadosamente controlado a um nível baixo. Esta gama exacta é crucial para minimizar a formação de fases intermetálicas Ni-Mo-Fe durante a exposição térmica, o que constitui uma melhoria fundamental em relação às ligas anteriores.
Crómio (Cr) 1.0 - 3.0 Adicionado numa quantidade pequena e controlada para melhorar a resistência a condições ligeiramente oxidantes que podem ocasionalmente ocorrer em ambientes redutores e para melhorar a estabilidade térmica.
Cobalto (Co) 3.0 max Elemento residual.
Carbono (C) 0,01 max Mantido a um nível extremamente baixo para evitar a precipitação de carbonetos e a corrosão intergranular associada, especialmente nas zonas de soldadura.
Manganês (Mn) 3.0 max Elemento residual, desoxidante.
Silício (Si) 0,10 max Mantido a um nível muito baixo para evitar a formação de silicetos prejudiciais nos limites dos grãos que causam fragilização.
Alumínio (Al) 0,50 max Elemento residual.
Tungsténio (W) 3.0 max Pode estar presente como um resíduo; pode contribuir ligeiramente para a resistência.

Propriedades mecânicas da barra de Hastelloy B-3

A barra de Hastelloy B-3 fornece alta resistência e excelente ductilidade na condição recozida, que é mantida mesmo após a exposição térmica - um avanço fundamental. É fornecida no estado recozido em solução.

Propriedade mecânica Valor típico à temperatura ambiente (recozido) Requisito mínimo ASTM B335 (UNS N10675) Caraterística-chave
Resistência à tração ≥ 827 MPa (120 ksi) ≥ 758 MPa (110 ksi) Resistência à tração muito elevada para aplicações estruturais exigentes.
Resistência ao escoamento (0.2% Offset) ≥ 380 MPa (55 ksi) ≥ 345 MPa (50 ksi)
Alongamento em 2 polegadas (50mm) ≥ 40% ≥ 40% Excelente ductilidade que se mantém após a soldadura ou exposição a altas temperaturas, evitando a fragilização do fabrico.
Dureza (Rockwell B) 95 – 110 HRB

Propriedades físicas da barra de Hastelloy B-3

As propriedades físicas da barra de liga B-3 são semelhantes às de outras ligas de níquel com alto teor de molibdénio, com uma densidade carateristicamente elevada.

Notas / Estado

Propriedade física Valor à temperatura ambiente (20°C / 68°F)
Densidade 9,22 g/cm³ (0,333 lb/in³) Elevada densidade devido ao elevado teor de molibdénio.
Gama de fusão 1330 – 1380 °C (2425 – 2515 °F)
Calor específico ≈ 380 J/kg-°C (0,091 BTU/lb-°F) A 100°C
Condutividade térmica 10,8 W/m-K (74,9 BTU-in/hr-ft²-°F) A 100°C
Coeficiente médio de expansão térmica 10,3 μm/m-°C (5,7 μin/in-°F) 20-100°C (68-212°F)
Resistividade eléctrica 1,35 μΩ-m (53,1 μΩ-in) A 20°C
Módulo de elasticidade (tração) 218 GPa (31,6 x 10^6 psi) A 20°C

Especificações padrão, formas de barras e tamanhos disponíveis

A Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd. fornece barras de Hastelloy B-3 em formas adequadas para a maquinagem de componentes de elevada integridade para serviço ácido severo.

Forma do produto Gama de tamanhos padrão Principais especificações padrão Condições comuns de fornecimento
Barra redonda (laminada a quente/forjada) Diâmetro de 10 mm (0,4″) a 250 mm (10″) ASTM B335 (UNS N10675), ASME SB-335, DIN 17744 (W.Nr. 2.4600) Solução recozida (tipicamente 1065-1120°C de têmpera em água)
Barra hexagonal Planos transversais de 10 mm a 80 mm ASTM B335, DIN 17744 Solução recozida
Barra quadrada 10mm a 80mm Largura ASTM B335 Solução recozida
Barra acabada a frio (estirada/moída) 5mm a 100mm de diâmetro ASTM B335 (estirado a frio) Recozido em solução, estirado a frio e com alívio de tensões
Billet de forjamento Diâmetro de 150mm a 350mm ASTM B564 (peças forjadas), especificações de forjamento do cliente Forjado, recozido em solução

Aplicações principais do material em barra de Hastelloy B-3

Os componentes maquinados a partir de barras de Hastelloy B-3 são utilizados nos serviços mais severos de redução de ácidos: Processamento químico: Reactores, colunas de destilação, tubos de permutadores de calor, eixos de bombas e válvulas para a produção e manuseamento de ácido clorídrico puro e quente em todas as concentrações. Produção de ácido acético e anidrido acético: Equipamento crítico em que é necessária resistência à redução de ácidos orgânicos e catalisadores de halogenetos. Serviço de ácido sulfúrico: Componentes que manipulam ácido sulfúrico concentrado, isento de oxigénio, em condições fortemente redutoras. Síntese farmacêutica e de química fina: Vasos de reação, agitadores e tubagens para processos que envolvam meios redutores agressivos e compostos halogenados.

Resistência à corrosão e principais limitações

O Hastelloy B-3 oferece uma resistência excecional ao ácido clorídrico não oxidante em todas as concentrações e temperaturas, incluindo o ponto de ebulição. Também oferece uma excelente resistência aos ácidos sulfúrico, fosfórico e acético em condições estritamente redutoras. O seu principal avanço é a manutenção desta resistência mesmo após exposição a temperaturas na gama de sensibilização (por exemplo, durante a soldadura). A principal limitação continua a ser a sua fraca resistência a ambientes oxidantes. A presença de oxidantes como iões férricos, iões cúpricos, oxigénio dissolvido ou ácido nítrico em ácido clorídrico pode causar um aumento significativo das taxas de corrosão. Não é adequado para ácidos oxidantes como o ácido nítrico.

Maquinação e fabrico de barras de Hastelloy B-3

A barra de Hastelloy B-3 pode ser maquinada utilizando técnicas para ligas de níquel-molibdénio de alta resistência e endurecimento por trabalho. A sua elevada dureza e abrasividade requerem: máquinas-ferramentas rígidas e potentes; ferramentas de metal duro afiadas com ângulos de inclinação positivos; velocidades de corte baixas a moderadas; taxas de avanço consistentes e positivas para minimizar o endurecimento por trabalho; e líquido de refrigeração de alta pressão para dissipação de calor e controlo de aparas. O desgaste das ferramentas pode ser superior ao da maquinagem de aços inoxidáveis, pelo que se recomenda a utilização de pastilhas de qualidade superior.

Soldadura e estabilidade térmica da barra de Hastelloy B-3

O Hastelloy B-3 foi especificamente concebido para uma excelente soldabilidade e estabilidade térmica, uma grande melhoria em relação ao B-2. Pode ser soldada utilizando soldadura por arco de tungsténio gasoso (GTAW/TIG), soldadura por arco de metal blindado (SMAW/Stick) e soldadura por arco de metal gasoso (GMAW/MIG) com baixa entrada de calor. São utilizados metais de adição adequados (por exemplo, ERNiMo-10). A sua composição controlada reduz drasticamente a tendência para a formação de fases intermetálicas incrustantes na zona afetada pelo calor da soldadura, permitindo-lhe manter uma boa ductilidade e resistência à corrosão após a soldadura, sem necessidade de um arrefecimento extremamente rápido. O tratamento térmico pós-soldadura ainda não é recomendado.

Preços de referência e principais factores de compra

O preço da barra de Hastelloy B-3 da Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd. é predominantemente determinado pelo seu teor muito elevado de molibdénio e pelo controlo metalúrgico avançado necessário para a sua produção.

Fator de determinação do preço Impacto no preço de referência Orientações para a aquisição
Teor extremamente elevado de molibdénio Com cerca de 28-30% de molibdénio, o custo deste metal estratégico é o fator dominante no preço da barra B-3. As flutuações do mercado do molibdénio têm um impacto direto e significativo. A liga B-3 é um material de primeira qualidade justificado para aplicações severas e específicas de ácidos redutores onde a sua estabilidade térmica e capacidade de fabrico são necessárias. É normalmente mais cara do que a B-2 devido à sua composição avançada.
Controlo preciso da composição O controlo rigoroso do ferro (1-3%) e do crómio (1-3%), juntamente com o carbono e o silício ultra-baixos, exige técnicas sofisticadas de fusão e análise, o que aumenta o custo de fabrico. Certifique-se de que o relatório de ensaios da fábrica confirma a conformidade com os intervalos estreitos para o Fe e o Cr, uma vez que estes são fundamentais para a maior estabilidade térmica da liga em relação às ligas do tipo B anteriores.
Forma e tamanho Tal como acontece com outras ligas de elevado desempenho, os grandes biletes de forjamento e as pequenas barras de precisão têm um preço mais elevado do que as barras redondas normais laminadas a quente. Para a maioria das aplicações de maquinagem, as barras redondas laminadas a quente padrão oferecem o melhor valor. A sua elevada densidade também faz com que o peso seja um fator de custo significativo para peças grandes.
Certificação e ensaios Os requisitos para testes de soldabilidade (por exemplo, testes de cupões soldados para ductilidade e resistência à corrosão) ou testes de corrosão especializados em condições ácidas específicas podem aumentar o custo. Para aplicações padrão, a certificação segundo a norma ASTM B335 é suficiente. O desempenho bem conhecido da liga em ácido clorídrico reduz frequentemente a necessidade de novos ensaios de corrosão exaustivos.

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