Materiálový list: Alloy 602 CA / 2.4633 (Nicrofer 6025 HT)
Alloy 602 CA (W.Nr. 2.4633, UNS N06025) je precipitačně tvrzená, vysokoobjemově legovaná nikl-chrom-železná superlegura s přídavkem hliníku, yttria a přesně kontrolovaným podílem uhlíku. Jedná se o nejvýkonnější průmyslově dostupný materiál pro extrémní teplotní zatížení. Vyznačuje se bezkonkurenční mechanickou pevností při tečení (mez creepu) a absolutně špičkovou žáruvzdorností vůči oxidaci, nauhlíčení a cyklickému tepelnému šoku za sucha od 800 °C až do teploty 1200 °C.
1. Přesné chemické složení
| Prvek (Značka) |
Procentuální podíl (%) |
Hlavní metalurgický význam a vliv |
| Nikl (Ni) |
Zbytek (cca 60 %) |
Základní kov matrice poskytující vysokou vysokoteplotní houževnatost a imunitu vůči nitridaci a chloridovému praskání. |
| Chrom (Cr) |
24.0 - 26.0 % |
Vysoký obsah chromu spolupracuje s hliníkem při tvorbě extrémně stabilního vnějšího ochranného filmu proti oxidaci. |
| Hliník (Al) |
1.8 - 2.4 % |
Klíčový prvek. Tvoří vnitřní submikroskopickou vrstvu oxidu hlinitého (\(Al_2O_3\)), která dává slitině jedinečnou pasivitu v extrémním žáru. |
| Železo (Fe) |
8.0 - 11.0 % |
Doprovodný konstrukční kov stabilizující austenitickou matrici tuhého roztoku. |
| Uhlík (C) |
0.15 - 0.25 % |
Úmyslně vysoká hladina uhlíku iniciuje tvorbu jemně rozptýlených primárních karbidů chromu, které radikálně zvyšují mez pevnosti při tečení. |
| Yttrium (Y) + Zirkon (Zr) |
Y: 0.05-0.12% | Zr: 0.01-0.10% |
Reaktivní prvky (Reactive Element Effect), které dramaticky zvyšují přilnavost oxidické vrstvy a brání jejímu odlupování při teplotních šocích. |
2. Mechanické vlastnosti (Typické hodnoty při 20 °C)
| Mechanický parametr |
Garantovaná hodnota |
Podmínky a stav materiálu |
| Mez kluzu (Rp 0.2) |
≥ 270 MPa |
V rozpuštěném žíhaném stavu (Solution Annealed). Vyšší hodnoty zaručují excelentní mechanickou stabilitu. |
| Pevnost v tahu (Rm) |
680 - 880 MPa |
Mimořádné mechanické limity kovaného materiálu poskytující vysokou bezpečnost konstrukčních celků. |
| Tažnost (A5) |
≥ 30 % |
Vysoká plasticita za studena, která usnadňuje náročné strojírenské tváření a zakružování tlustých plechů. |
| Mez pevnosti při tečení (Creep) |
Absolutní špička do 1200 °C |
Karbidické zpevnění tuhého roztoku a stabilní zrno poskytují nejvyšší mez tečení mezi komerčními slitinami. |
3. Fyzikální vlastnosti
| Fyzikální veličina |
Hodnota |
Teplota a poznámka |
| Hustota |
7.89 g/cm3 |
Měrná hmotnost superlegury při pokojové teplotě 20 °C. |
| Bod tání |
1340 - 1390 °C |
Vysoká teplota tavení předurčuje materiál pro přímé dlouhodobé vystavení extrémnímu průmyslovému žáru. |
| Tepelná vodivost |
11.2 W/m·K |
Měřeno při 20 °C; roste lineárně se zvyšujícím se teplotním zatížením. |
| Modul pružnosti (E) |
211 GPa |
Modul pružnosti v tahu zaručující vysokou mechanickou a rozměrovou tuhost pecních celků. |
4. Detailní popis vlastností a korozní odolnosti
Hlavní metalurgickou předností Alloy 602 CA je její naprosto bezkonkurenční stálost v chemicky agresivních atmosférách za extrémních teplot až do 1200 °C. Přítomnost 2,2 % hliníku umožňuje vznik kontinuální vnitřní vrstvy oxidu hlinitého (\(Al_2O_3\)), která je chráněna vnější vrstvou oxidu chromitého. Tato duální struktura poskytuje stoprocentní pasivitu a brání prostupu plynů do nitra kovu. Slitina vyniká výjimečnou rezistencí vůči nauhlíčení, nitridaci a extrémně nebezpečnému metal dustingu (rozpadu kovu v nauhlíčených atmosférách s oxidem uhelnatým). Přídavek reaktivního yttria zaručuje, že ochranná oxidická kůra pevně drží na povrchu a neodlupuje se ani při prudkém cyklickém chlazení a zahřívání. Slitina má vynikající svařitelnost a její svarové spoje vykazují dlouhodobě stabilní vysokoteplotní vlastnosti.
5. Nejčastější průmyslové aplikace a využití
- Konstrukce průmyslových pecí, retortové pece, mufle, rotační pece a vysoce namáhané pecní rošty pro tepelné zpracování kovů.
- Petrochemický průmysl: pyrolýzní trubky a vnitřní komponenty pro krakování uhlovodíků, výrobu vodíku a syntézního plynu (metal dusting environment).
- Automobilový průmysl a ekologické systémy: reaktory pro katalytické spalování, vysokoteplotní filtry spalin a součásti žárových výfukových systémů.
- Chemická výroba: reaktory pro výrobu kyseliny dusičné (Ostwaldův proces), katalytické sítě a vysokoteplotní kalcinační zařízení.
6. Přehled norem a specifikace dle hutních polotovarů
| Typ polotovaru |
Technická norma ASTM / ASME / DIN / VdTÜV |
Rozsah platnosti a určení aplikace |
| Plech / Deska / Pás |
ASTM B168 / ASME SB168 / DIN 17750 |
Válcované žáropevné desky a plechy pro stavbu stěn průmyslových pecí, retort, kalcinačních bubnů a přírub. |
| Kruhová tyč / Výkovek |
ASTM B166 / ASME SB166 / DIN 17752 / B564 |
Kované a tažené tyče pro strojírenské obrábění extrémně zatížených žárových svorníků, pecních hřídelí a závěsů. |
| Trubka bezešvá |
ASTM B163 / B167 / ASME SB163 / SB167 / VdTÜV 555 |
Bezešvé pyrolýzní trubky reformerů (B167) a trubky vysokoteplotních průmyslových výměníků tepla (B163). |
| Trubka svařovaná |
ASTM B516 / B517 / ASME SB516 |
Svařované procesní krakovací trubky velkých průměrů pro energetické, kalcinační a rafinérské instalace. |
| Drát |
ASTM B166 (Drát) / DIN 17753 |
Žárové dráty pro průmyslové 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.