Materiálový list: Alloy 230 / 2.4733 (Haynes 230 / Nicrofer 4722 Co)
Alloy 230 (W.Nr. 2.4733, UNS N06230) je špičková kovaná superlegura na bázi niklu, chromu a wolframu, stabilizovaná lanthanem. Nabízí nejlepší kombinaci vysokoteplotní pevnosti, dlouhodobé odolnosti proti tečení kovu (mez creepu) při teplotách do 1150 °C a vynikající tepelné stability. Vyniká mimořádnou odolností vůči oxidaci za sucha, nauhlíčení a nitridaci, přičemž vykazuje výrazně nižší koeficient tepelné roztažnosti než většina konkurenčních vysokoteplotních materiálů.
1. Přesné chemické složení
| Prvek (Značka) |
Procentuální podíl (%) |
Hlavní metalurgický význam a vliv |
| Nikl (Ni) |
Zbytek (cca 57 %) |
Základní kov matrice zajišťující plně stabilní austenitickou mřížku, vysokou žárovou houževnatost a imunitu vůči nitridaci. |
| Chrom (Cr) |
20.0 - 24.0 % |
Zaručuje prvotřídní ochranu před vysokoteplotní oxidací za sucha a tvorbu stabilního ochranného oxidického filmu. |
| Wolfram (W) |
13.0 - 15.0 % |
Hlavní metalurgický prvek zpevnění tuhého roztoku; dává mřížce kovu enormní mechanickou pevnost za žáru. |
| Železo (Fe) |
Max. 3.0 % |
Kontrolovaný doprovodný kov stabilizující austenitickou matrici. |
| Kobalt (Co) |
Max. 5.0 % |
Mírný přídavek, který podporuje mechanické vlastnosti a žáropevnost tuhého roztoku mřížky. |
| Molybden (Mo) |
1.0 - 3.0 % |
Doplňkový legující prvek zvyšující pevnost tuhého roztoku a odolnost proti deformaci za tepla. |
| Lanthan (La) |
0.005 - 0.05 % |
Stopový reaktivní prvek (Reactive Element Effect), který dramaticky zvyšuje přilnavost a hutnost oxidační kůry oxidu chromitého a brání jejímu odlupování. |
| Uhlík (C) |
0.05 - 0.15 % |
Řízená koncentrace iniciuje tvorbu sekundárních karbidů wolframu, které zpevňují hranice zrn proti skluzu za žáru. |
2. Mechanické vlastnosti (Typické hodnoty při 20 °C)
| Mechanický parametr |
Garantovaná hodnota |
Podmínky a stav materiálu |
| Mez kluzu (Rp 0.2) |
≥ 310 MPa |
V rozpuštěném žíhaném stavu (Solution Annealed); vykazuje vysokou mechanickou stabilitu. |
| Pevnost v tahu (Rm) |
760 - 920 MPa |
Vynikající mechanické pevnosti kovaného materiálu poskytující vysokou bezpečnost konstrukčních celků. |
| Tažnost (A5) |
≥ 40 % |
Mimořádně vysoká plasticita za studena, která usnadňuje náročné strojírenské tváření a ohýbání polotovarů. |
| Mez pevnosti při tečení (Creep) |
Špičková nad 800 °C |
Zpevnění tuhého roztoku wolframem a karbidická stabilizace dávají slitině excelentní dlouhodobou odolnost proti creepu. |
3. Fyzikální vlastnosti
| Fyzikální veličina |
Hodnota |
Teplota a poznámka |
| Hustota |
8.97 g/cm3 |
Měrná hmotnost superlegury při pokojové teplotě 20 °C (vyšší hodnota kvůli podílu wolframu). |
| Bod tání |
1300 - 1375 °C |
Vysoká teplota tavení předurčuje slitinu pro přímé nasazení v nejteplejších zónách průmyslových zařízení. |
| Tepelná vodivost |
8.9 W/m·K |
Měřeno při 20 °C; roste lineárně se zvyšujícím se teplotním zatížením. |
| Modul pružnosti (E) |
213 GPa |
Modul pružnosti v tahu zaručující vysokou mechanickou a rozměrovou tuhost komponentů. |
4. Detailní popis vlastností a korozní odolnosti
Hlavní metalurgickou předností Alloy 230 je její výjimečná tepelná stabilita. Na rozdíl od mnoha jiných pevných roztoků superlegur netrpí Alloy 230 závažným zhrubnutím zrn ani mikrostrukturálním zkřehnutím po dlouhodobém vystavení teplotám mezi 650 °C a 900 °C. Přídavek stopového lanthanu dramaticky modifikuje přilnavost povrchového oxidu chromitého, což zabraňuje jeho odlupování a sublimaci při teplotách nad 1000 °C. Slitina vyniká špičkovou rezistencí vůči nitridaci v atmosférách s čpavkem a vůči nauhlíčení v průmyslových pecích. Její velkou výhodou je nižší tepelná roztažnost ve srovnání se slitinami typu Alloy 600 či Alloy X, což minimalizuje riziko deformace konstrukčních prvků při teplotním cyklování. Vykazuje excelentní svařitelnost všemi běžnými metodami bez sklonu k trhlinám za tepla.
5. Nejčastější průmyslové aplikace a využití
- Letecký průmysl a aerospace: spalovací komory proudových motorů, pláště turbín, sálavé plechy, potrubí plamenců a výfukové díly raketových motorů.
- Konstrukce průmyslových pecí: retortové pece, mufle, vnitřní součásti sálavých hořáků, nosné pecní rošty, koše pro tepelné zpracování a kalcinační linky.
- Chemický průmysl: reaktory pro katalytické spalování čpavku při výrobě kyseliny dusičné (Ostwaldův proces), podpůrné mřížky katalyzátorů a žárové výměníky.
- Energetika: super-kritické komponenty pro pokročilé plynové stacionární turbíny, potrubní rozvody a parní přehříváky pracující s vysokými teplotami.
6. Přehled norem a specifikace dle hutních polotovarů
| Typ polotovaru |
Technická norma ASTM / ASME / AMS / DIN |
Rozsah platnosti a určení aplikace |
| Plech / Deska / Pás |
ASTM B435 / ASME SB435 / AMS 5878 / DIN 17750 |
Válcované žáropevné desky a plechy pro stavbu plášťů spalovacích komor, stěn pecí a krakovacích panelů. |
| Kruhová tyč / Výkovek |
ASTM B572 / ASME SB572 / AMS 5602 / DIN 17752 / B564 |
Kované a tažené tyče pro strojírenské obrábění vysoce zatížených žárových svorníků, pecních hřídelí a turbínových čepů. |
| Trubka bezešvá |
ASTM B622 / ASME SB622 / DIN 17751 |
Bezešvé přesné trubky pro procesní parní reformery a trubkové svazky vysokoteplotních výměníků tepla. |
| Trubka svařovaná |
ASTM B619 / B626 / ASME SB619 |
Svařované procesní potrubí velkých průměrů pro ventilační a odtahové žárové systémy plynů. |
| Drát |
ASTM B572 (Drát) / DIN 17753 / AMS 5828 |
Žárové dráty pro průmyslová pecní sítě, tkané dopravní pásy do žárových pecí a speciální high-temperature spojovací materiál. |
Tento technický list má výhradně informativní charakter. Data jsou sjednocena z oficiálních specifikací výrobců Special Metals, VDM Metals a Haynes International za účelem křížového porovnání ekvivalentů.