Materiálový list: Alloy G-30 / 2.4603 (Hastelloy G-30)
Alloy G-30 (W.Nr. 2.4603, UNS N06030) je vysoce chromová superlegura na bázi niklu, chromu a železa, legovaná molybdenem, wolframem a stabilizovaná niobem. Vyznačuje se naprosto bezkonkurenční odolností vůči průmyslové (komerční) kyselině fosforečné vyráběné mokrým procesem a dalším silně oxidačním kyselinám. Díky své jedinečné metalurgické koncepci překonává v těchto specifických prostředích většinu ostatních niklových a železných slitin.
1. Přesné chemické složení
| Prvek (Značka) |
Procentuální podíl (%) |
Hlavní metalurgický význam a vliv |
| Nikl (Ni) |
Zbytek (cca 43 %) |
Základní kov matrice poskytující vysokou houževnatost, tvárnost a imunitu vůči chloridovému koroznímu praskání pod napětím. |
| Chrom (Cr) |
28.0 - 31.5 % |
Extrémně vysoký obsah chromu poskytuje prvotřídní rezistenci vůči silně oxidačním kyselinám a horké kyselině dusičné. |
| Železo (Fe) |
13.0 - 17.0 % |
Záměrný strukturní podíl železa, který optimalizuje mechanické vlastnosti a zajišťuje ekonomickou výhodnost legury. |
| Molybden (Mo) |
4.0 - 6.0 % |
Zvyšuje odolnost proti lokální štěrbinové korozi a bodovému pittingu v prostředí redukčních nečistot. |
| Wolfram (W) |
1.5 - 4.0 % |
Spolupůsobí s molybdenem a zvyšuje stálost v agresivních chloridových roztocích a průmyslových kyselinách. |
| Niob (Nb) + Tantal (Ta) |
0.30 - 1.50 % |
Působí jako silný stabilizátor, váže uhlík a spolehlivě brání mezikrystalové korozi v tepelně ovlivněné zóně svarů. |
| Uhlík (C) |
Max. 0.03 % |
Nízký podíl uhlíku podporuje stabilizaci a zamezuje precipitaci karbidů chromu na hranicích zrn. |
2. Mechanické vlastnosti (Typické hodnoty při 20 °C)
| Mechanický parametr |
Garantovaná hodnota |
Podmínky a stav materiálu |
| Mez kluzu (Rp 0.2) |
≥ 280 MPa |
V rozpuštěném žíhaném stavu (Solution Annealed); vykazuje stabilní pevnostní charakteristiky. |
| Pevnost v tahu (Rm) |
690 - 800 MPa |
Vysoká mechanická pevnost zaručující dlouhou životnost a strukturní bezpečnost v chemických aparátech. |
| Tažnost (A5) |
≥ 40 % |
Vynikající plasticita umožňující bezproblémové strojírenské tváření, zakružování plechů a ohýbání trubek za studena. |
3. Fyzikální vlastnosti
| Fyzikální veličina |
Hodnota |
Teplota a poznámka |
| Hustota |
8.64 g/cm3 |
Měrná hmotnost slitiny při pokojové teplotě 20 °C. |
| Bod tání |
1370 - 1410 °C |
Stabilní rozsah tavení matrice tuhého roztoku této superlegury. |
| Tepelná vodivost |
10.2 W/m·K |
Měřeno při 20 °C; vykazuje standardní hodnoty odpovídající stupni legování chromem a železem. |
| Modul pružnosti (E) |
202 GPa |
Modul pružnosti v tahu zaručující vysokou mechanickou a rozměrovou tuhost komponentů. |
4. Detailní popis vlastností a korozní odolnosti
Hlavní předností a doménou Alloy G-30 je její chemická stálost v horké průmyslové kyselině fosforečné (\(H_3PO_4\)), která se vyrábí takzvaným mokrým procesem. Toto prostředí obsahuje vysoce korozivní nečistoty, jako jsou volné fluoridy, chloridy, kyselina sírová a křemičitany, ve kterých standardní korozivzdorné materiály (i slitiny řady Ni-Cr-Mo jako C-276) podléhají bleskové erozi a korozi. Slitina G-30 díky 30% podílu chromu a stabilizaci niobem v těchto podmínkách exceluje. Vykazuje rovněž mimořádnou odolnost vůči dalším silně oxidačním minerálním kyselinám, jako je kyselina dusičná (\(HNO_3\)), směsi kyseliny dusičné s hydrofluorovou (HF), a vůči horké kyselině sírové v nižších a středních koncentracích. Přídavek niobu spolehlivě brání precipitaci karbidů na hranicích zrn během svařování, což umožňuje provozovat svařované reaktory a potrubí bez nutnosti dodatečného žíhání.
5. Nejčastější průmyslové aplikace a využití
- Průmyslová výroba a zpracování kyseliny fosforečné mokrým procesem: odpařovače, míchadla, čerpadla, výměníky tepla a potrubní systémy.
- Chemická výroba hnojiv a chemikálií využívající vysoce znečištěné technologické kyselinové proudy.
- Zařízení pro moření kovů: reaktory, nádrže a ohřívače pro mořicí lázně pracující se směsmi kyseliny dusičné a fluorovodíkové (např. při výrobě nerezových ocelí).
- Zpracování jaderného paliva a přepracování agresivního chemického odpadu v energetice.
6. Přehled norem a specifikace dle hutních polotovarů
| Typ polotovaru |
Technická norma ASTM / ASME / DIN / ISO |
Rozsah platnosti a určení aplikace |
| Plech / Deska / Pás |
ASTM B582 / ASME SB582 / DIN 17750 |
Válcované desky a plechy pro stavbu chemických procesních reaktorů, mořicích van a nádrží na fosfáty. |
| Kruhová tyč / Výkovek |
ASTM B581 / ASME SB581 / DIN 17752 / B564 |
Kované a tažené tyče pro strojírenské obrábění hřídelí míchadel fosforečných odpařovačů, ventilů a svorníků. |
| Trubka bezešvá |
ASTM B622 / ASME SB622 / DIN 17751 |
Bezešvé potrubní trubky pro vysokotlaké okruhy, výměníky tepla a transport znečištěných kyselinových médií. |
| Trubka svařovaná |
ASTM B619 / B626 / ASME SB619 |
Svařované procesní trubky a ventilační odtahy pro agresivní plyny z odpařovacích stanic. |
| Drát |
ASTM B581 (Drát) / DIN 17753 / ISO 15156-3 |
Tažené dráty pro průmyslová pletená síta, filtry fosforečných suspenzí a chemický 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.