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

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.