Materiálový list: Alloy 690 / 2.4642 (Inconel 690 / Nicrofer 6030)

Alloy 690 (W.Nr. 2.4642, UNS N06690) je vysokochromová superlegura na bázi niklu a chromu s přídavkem železa. Byla vyvinuta jako specializovaný materiál s extrémní odolností vůči mezikrystalové korozi a koroznímu praskání pod napětím (SCC). Je celosvětovým metalurgickým standardem v jaderné energetice pro kritické komponenty parogenerátorů a pro chemická zařízení pracující se silně oxidačními kyselinami za vysokých teplot.

1. Přesné chemické složení

Prvek (Značka) Procentuální podíl (%) Hlavní metalurgický význam a vliv
Nikl (Ni) Min. 58.0 % Základní prvek matrice zajišťující špičkovou metalurgickou houževnatost a absolutní imunitu vůči chloridovému koroznímu praskání pod napětím.
Chrom (Cr) 27.0 - 31.0 % Extrémně vysoký obsah chromu (téměř dvojnásobný oproti Alloy 600) zaručuje excelentní rezistenci vůči oxidačním médiím, horké kyselině dusičné a vysokoteplotní sulfidaci.
Železo (Fe) 7.0 - 11.0 % Doprovodný konstrukční kov stabilizující austenitickou matrici tuhého roztoku a optimalizující mechanické vlastnosti.
Mangan (Mn) Max. 0.50 % Působí jako deoxidant při tavení a napomáhá udržovat čistotu struktury kovu.
Uhlík (C) Max. 0.05 % Udržován v přesné rovnováze k zamezení vzniku hrubých karbidů, které by oslabovaly pasivační vrstvu chromu na hranicích zrn.
Křemík (Si) Max. 0.50 % Technologická příměs z výroby podílející se na deoxidaci tekutého kovu.

2. Mechanické vlastnosti (Typické hodnoty při 20 °C)

Mechanický parametr Garantovaná hodnota Podmínky a stav materiálu
Mez kluzu (Rp 0.2) ≥ 240 MPa V rozpuštěném žíhaném stavu (Solution Annealed); vykazuje vysokou plasticitu a stabilní elasticitu.
Pevnost v tahu (Rm) 580 - 750 MPa Standardní bezpečný pevnostní rozsah pro kované tyče, silnostěnné plechy a trubkové svazky.
Tažnost (A5) ≥ 30 % Mimořádně vysoká deformační schopnost zaručující bezproblémové ohýbání tenkostěnných trubek do tvaru U.
Tvrdost (HB) Cca 160 - 180 HB Zajišťuje bezproblémovou mechanickou obrobitelnost, vrtání a soustružení běžnými průmyslovými nástroji.

3. Fyzikální vlastnosti

Fyzikální veličina Hodnota Teplota a poznámka
Hustota 8.19 g/cm3 Měrná hmotnost superlegury při pokojové teplotě 20 °C.
Bod tání 1345 - 1375 °C Vysoká teplota tavení předurčuje slitinu pro přímé nasazení v horkých zónách reaktorů a pecí.
Tepelná vodivost 12.1 W/m·K Měřeno při 20 °C; plynule roste se zvyšujícím se teplotním zatížením.
Modul pružnosti (E) 211 GPa Modul pružnosti v tahu zaručující vysokou mechanickou a rozměrovou tuhost komponentů.

4. Detailní popis vlastností a korozní odolnosti

Hlavní metalurgickou předností Alloy 690 je její bezkonkurenční odolnost vůči mezikrystalovému koroznímu praskání pod napětím (IGSCC) ve vysokoteplotní čisté vodě primárních i sekundárních okruhů jaderných elektráren. Vzhledem k vysokému 30% podílu chromu vykazuje materiál výrazně nižší rychlost koroze a uvolňování iontů kovů do chladiva než starší slitina Alloy 600. V chemickém průmyslu exceluje v prostředí horké kyseliny dusičné (\(HNO_3\)), směsí kyseliny dusičné s hydrofluorovou (HF) a v silně oxidujících kyselých solích. Za vysokých teplot tvoří vysoce stabilní povrchový oxidický film, který brání nauhlíčení, nitridaci a sulfidaci v průmyslových plynech až do teploty 1000 °C. 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
Trubka bezešvá ASTM B163 / B167 / ASME SB163 / SB167 Klíčové standardy pro jaderné bezešvé kondenzátorové a výměníkové trubky (B163) a potrubní rozvody (B167).
Plech / Deska / Pás ASTM B168 / ASME SB168 / DIN 17750 Válcované žáropevné desky a plechy pro stavbu plášťů jaderných výměníků tepla, přírub a procesních nádrží.
Kruhová tyč / Výkovek ASTM B166 / ASME SB166 / DIN 17752 / B564 Kované a tažené tyče pro strojírenské obrábění vnitřních reaktorových čepů, vysokopevnostních svorníků a ventilů.
Trubka svařovaná ASTM B516 / B517 / ASME SB516 Svařované procesní trubky větších průměrů pro ventilační a odtahové žárové systémy v chemické výrobě.
Drát ASTM B166 (Drát) / DIN 17753 Žárové dráty pro průmyslové pecní sítě, speciální high-temperature pružiny a jaderný 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.