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A barra de Hastelloy X, designada como UNS N06002, número de material W.Nr. 2.4665, e vulgarmente designada como Liga X, é uma liga de níquel-crómio-ferro-molibdénio sup...
A barra de Hastelloy X, designada como UNS N06002, número de material W.Nr. 2.4665, e vulgarmente referida como Liga X, é uma superliga de níquel-crómio-ferro-molibdénio especificamente formulada para uma resistência excecional a altas temperaturas e uma resistência excecional à oxidação em ambientes térmicos extremos. Esta forma de barra é um material de primeira qualidade para maquinagem e forjamento de componentes críticos em motores de turbinas a gás, sistemas de fornos industriais e aplicações aeroespaciais em que a exposição a temperaturas de 800°C a 1200°C (1470°F a 2190°F) é rotineira.
A Hastelloy X é uma liga forjada à base de níquel, reforçada por solução sólida, que combina uma elevada resistência com uma boa capacidade de fabrico. Ao contrário de muitas superligas endurecidas por precipitação, mantém as suas propriedades através de uma combinação de molibdénio e tungsténio reforçados por solução sólida e resistência à oxidação à base de crómio. Uma caraterística fundamental é a sua capacidade de manter a ductilidade e resistir à fragilização após exposição prolongada a altas temperaturas. O stock de barras é essencial para a produção de lâminas de turbina, latas de combustor, peças de pós-combustão e hardware de fornos industriais.
O desempenho a altas temperaturas da barra Hastelloy X resulta da sua composição química precisa e equilibrada. Fornecido pela Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd., o stock de barras está em conformidade com as rigorosas especificações aeroespaciais e industriais para garantir a fiabilidade em serviços exigentes.
| Elemento | Percentagem (%) – Intervalo típico | Função primária na liga |
|---|---|---|
| Níquel (Ni) | Equilíbrio (≥ 47,0) | Forma a matriz austenítica, proporcionando estabilidade a altas temperaturas e resistência à oxidação e à carburação. |
| Crómio (Cr) | 20.5 – 23.0 | Confere uma excelente resistência à oxidação e à corrosão a quente através da formação de uma camada protetora de Cr2O3. |
| Ferro (Fe) | 17.0 - 20.0 | Elemento de liga importante que contribui para a resistência da solução sólida e ajuda a controlar os custos. |
| Molibdénio (Mo) | 8.0 – 10.0 | Reforçador primário de solução sólida; aumenta significativamente a resistência a altas temperaturas e a resistência à fluência. |
| Cobalto (Co) | 0.5 – 2.5 | Contribui para o reforço da solução sólida e para a estabilidade microestrutural a altas temperaturas. |
| Tungsténio (W) | 0.2 – 1.0 | Contribui para o reforço da solução sólida e aumenta a resistência aos ácidos redutores. |
| Carbono (C) | 0.05 – 0.15 | Adição controlada para proporcionar resistência a altas temperaturas através da formação de carbonetos. |
| Manganês (Mn) | 1.0 max | Elemento residual, desoxidante. |
| Silício (Si) | 1.0 max | Aumenta a resistência à oxidação e actua como desoxidante. |
| Alumínio (Al) | 0,50 max | Elemento residual. |
| Titânio (Ti) | 0,15 max | Elemento residual. |
| Boro (B) | 0,010 max | Adição de traços para reforçar os limites dos grãos e melhorar a trabalhabilidade a quente. |
| Cobre (Cu) | 0,50 max | Elemento residual. |
A barra Hastelloy X apresenta uma notável retenção de resistência a temperaturas elevadas, particularmente em termos de resistência à rutura por tensão e à fluência. É normalmente fornecida na condição de solução recozida.
| Propriedade mecânica | Valor típico à temperatura ambiente (recozido) | Valor típico a 870°C (1600°F) | Norma relevante (por exemplo, ASTM B435) |
|---|---|---|---|
| Resistência à tração | 760 – 895 MPa (110 – 130 ksi) | ≈ 165 MPa (24 ksi) | ASTM B435 |
| Resistência ao escoamento (0.2% Offset) | 345 – 485 MPa (50 – 70 ksi) | ≈ 115 MPa (17 ksi) | ASTM B435 |
| Alongamento em 2 polegadas (50mm) | ≥ 35% | ≥ 40% | ASTM B435 |
| Dureza (Rockwell B) | 85 – 100 HRB | N/A | – |
| Resistência à rutura por tensão (100h) | N/A | ≈ 110 MPa (16 ksi) a 870°C | – |
As caraterísticas físicas da barra Hastelloy X são vitais para a conceção térmica em sistemas de alta temperatura, como o cálculo da expansão térmica e da transferência de calor.
| Propriedade física | Valor à temperatura ambiente (20°C / 68°F) | Notas / Estado |
|---|---|---|
| Densidade | 8,22 g/cm³ (0,297 lb/in³) | – |
| Gama de fusão | 1295 – 1385 °C (2363 – 2525 °F) | – |
| Calor específico | ≈ 460 J/kg-°C (0,110 BTU/lb-°F) | A 100°C |
| Condutividade térmica | 11,9 W/m-K (82,5 BTU-in/hr-ft²-°F) | A 100°C |
| Coeficiente médio de expansão térmica | 12,5 μm/m-°C (6,9 μin/in-°F) | 20-100°C (68-212°F) |
| Resistividade eléctrica | 1,18 μΩ-m (46,5 μΩ-in) | A 20°C |
| Módulo de elasticidade (tração) | 205 GPa (29,7 x 10^6 psi) | A 20°C |
A Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd. fornece barras de Hastelloy X numa variedade de formas adaptadas aos mercados aeroespacial e de aquecimento industrial, cumprindo especificações rigorosas.
| Forma do produto | Gama de tamanhos padrão | Principais especificações padrão | Condições comuns de fornecimento |
|---|---|---|---|
| Barra redonda (laminada a quente/forjada) | Diâmetro de 12 mm (0,5″) a 350 mm (14″) | ASTM B435 (UNS N06002), AMS 5754, ASME SB-435, DIN 17752 (W.Nr. 2.4665) | Solução recozida (tipicamente 1175°C de têmpera em água) |
| Barra hexagonal | Planos transversais de 12 mm a 100 mm | ASTM B435, AMS 5754 | Solução recozida |
| Barra quadrada | 12mm a 100mm Largura | ASTM B435 | Solução recozida |
| Billet de forjamento | Diâmetro de 150mm a 500mm | AMS 5798 (peças forjadas), ASTM B564 | Forjado, recozido em solução |
| Barra com acabamento a frio | 5mm a 80mm de diâmetro | AMS 5754 (estirado a frio/terra) | Recozido em solução, estirado a frio e com alívio de tensões |
Os componentes maquinados ou forjados a partir de barras de Hastelloy X são fundamentais para a tecnologia de alta temperatura: Aeroespacial e motores a jato: Revestimentos da câmara de combustão, componentes do pós-combustor, condutas de transição, vedantes da turbina e palhetas do estator. Turbinas de gás industriais: Recipientes de combustão, peças de transição e componentes do trajeto do gás quente. Aquecimento industrial e tratamento térmico: Tubos radiantes, muflas, retortas e cestos de fornos para processamento a alta temperatura. Processamento químico: Componentes em reactores e reformadores de alta temperatura em que a resistência à oxidação é fundamental.
A barra de Hastelloy X pode ser maquinada utilizando técnicas adequadas para ligas de níquel de alta resistência e endurecimento por trabalho. As melhores práticas envolvem: a utilização de máquinas-ferramentas rígidas e de alta potência; ferramentas de corte afiadas de carboneto ou de cerâmica com ângulos de inclinação positivos; velocidades de corte moderadas a baixas; taxas de avanço estáveis e positivas para trabalhar por baixo da superfície endurecida; e líquido de arrefecimento de alta pressão para controlar o calor e a evacuação das aparas. A sua tendência para o endurecimento por trabalho exige que se evite a habitação da ferramenta e que se utilizem parâmetros de corte consistentes.
O Hastelloy X é considerado soldável por processos comuns, como a soldadura por arco de tungsténio gasoso (GTAW/TIG), a soldadura por arco de metal blindado (SMAW/tick) e a soldadura por arco de metal gasoso (GMAW/MIG). Normalmente, são utilizados metais de enchimento adequados (por exemplo, ERNiCrMo-2). Recomenda-se o tratamento térmico pós-soldadura para obter a máxima resistência à corrosão e à oxidação na zona afetada pelo calor, especialmente para componentes sujeitos a grandes tensões. O tratamento térmico padrão para barras de aço é o recozimento em solução a 1175°C (2150°F) seguido de resfriamento rápido para dissolver fases secundárias e otimizar a ductilidade.
O preço da barra de Hastelloy X da Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd. é influenciado pelo seu teor de níquel, crómio e molibdénio, bem como pelo processamento especializado e pelos rigorosos controlos de qualidade necessários para aplicações aeroespaciais.
| Fator de determinação do preço | Impacto no preço de referência | Orientações para a aquisição |
|---|---|---|
| Custos dos elementos de liga | O níquel, o crómio e o molibdénio são factores de custo significativos. O teor de cobalto, embora menor, também pode influenciar o preço, dependendo das condições do mercado. | Sendo uma liga de alto desempenho, o seu custo é justificado pelas suas capacidades únicas a altas temperaturas. As flutuações de preços estão ligadas aos mercados de metais de base. |
| Aeroespacial vs. Industrial | As barras fornecidas de acordo com a norma AMS 5754 ou outras especificações aeroespaciais com rastreabilidade total, inspeção ultra-sónica e testes rigorosos têm um preço superior ao da norma comercial ASTM B435. | Especificar o padrão exato do material exigido pelo projeto. Para peças não críticas do forno, a qualidade comercial pode ser suficiente e mais económica. |
| Tamanho da barra e rota de fabrico | Os biletes forjados de grande diâmetro para discos de turbina e as barras retificadas de precisão de pequeno diâmetro têm custos de processamento mais elevados. A barra redonda standard laminada a quente é a forma mais económica para a maquinação de componentes gerais. | Otimizar o design da peça para utilizar tamanhos de stock padrão. Considerar o custo total da maquinação a partir de barras versus o forjamento quase em forma de rede para peças complexas. |
| Requisitos de ensaio e certificação | Os ensaios adicionais, como os de rutura por tensão, fluência, fadiga de baixo ciclo ou avaliação não destrutiva extensiva (NDE), aumentam substancialmente os custos e o tempo de execução. | Definir o pacote de ensaios mínimo necessário. Para muitas aplicações, um relatório de ensaio de moagem padrão (MTR) que cumpra a especificação do material é adequado. |
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