Materiálový list: Alloy HR-120 / 2.4854 (Haynes HR-120 / Nicrofer 3725 hMo)

Alloy HR-120 (W.Nr. 2.4854, UNS N08120) je vysoce žáropevná kovaná superlegura na bázi niklu, chromu a železa, zpevněná tuhým roztokem dusíku, niobu a wolframu. Byla navržena jako technologický nástupce ocelí řady 800H/800HT a žáruvzdorných nerezových ocelí (např. 310S). Vyznačuje se vynikající dlouhodobou pevností při tečení kovu (mez pevnosti při creepu) za vysokých teplot od 650 °C až do 1095 °C a výbornou odolností vůči vysokoteplotní oxidaci, nauhlíčení a nitridaci.

1. Přesné chemické složení

Prvek (Značka) Procentuální podíl (%) Hlavní metalurgický význam a vliv
Nikl (Ni) 35.0 - 39.0 % Základní stabilizátor austenitické matrice, brání nitridaci a chloridovému koroznímu praskání za tepla.
Chrom (Cr) 23.0 - 27.0 % Vysoký obsah chromu zaručuje excelentní rezistenci vůči vysokoteplotní oxidaci a sulfidaci v pecních atmosférách.
Železo (Fe) Zbytek (cca 33 %) Konstrukční kov tvořící kostru mřížky a zajišťující vysokou nákladovou efektivitu oproti čistě niklovým superlegurám.
Niob (Nb) 0.40 - 0.90 % Tvoří jemně dispergované primární a sekundární karbidy/nitridy niobu, které dramaticky zvyšují creepovou žáropevnost.
Wolfram (W) Max. 2.50 % Zpevňuje mřížku tuhého roztoku a zvyšuje mechanickou odolnost slitiny vůči vysokoteplotní deformaci.
Dusík (N) 0.15 - 0.30 % Intersticiální legující prvek působící synergicky s niobem při strukturním zpevnění a udržení stabilního hrubého zrna za žáru.
Uhlík (C) 0.02 - 0.10 % Řízené množství zajišťuje tvorbu stabilních zpevňujících karbidů na hranicích zrn.

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

Mechanický parametr Garantovaná hodnota Podmínky a stav materiálu
Mez kluzu (Rp 0.2) ≥ 275 MPa V rozpuštěném žíhaném stavu (Solution Annealed). Dosahuje vyšších elastických hodnot než řada ocelí 800H.
Pevnost v tahu (Rm) 690 - 850 MPa Vysoká mechanická pevnost kovaného materiálu garantující dlouhou životnost silnostěnných pecních celků.
Tažnost (A5) ≥ 35 % Výborná plasticita za studena usnadňující náročné strojírenské tváření a ohýbání polotovarů.
Mez pevnosti při tečení (Creep) Výrazně vyšší než u slitiny 800H Karbidicko-nitridické zpevnění dusíkem a niobem dává slitině až pětinásobně vyšší mez pevnosti při creepu při teplotách kolem 870 °C.

3. Fyzikální vlastnosti

Fyzikální veličina Hodnota Teplota a poznámka
Hustota 8.07 g/cm3 Měrná hmotnost superlegury při pokojové teplotě 20 °C.
Bod tání 1370 - 1425 °C Vysoká teplota tavení předurčuje slitinu pro přímé dlouhodobé vystavení vysokému průmyslovému žáru.
Tepelná vodivost 12.1 W/m·K Měřeno při 20 °C; plynule roste s rostoucím teplotním namáháním (např. 22.5 W/m·K při 600 °C).
Modul pružnosti (E) 197 GPa Modul pružnosti v tahu zaručující vysokou mechanickou a rozměrovou tuhost pecních celků.

4. Detailní popis vlastností a korozní odolnosti

Hlavní metalurgickou předností Alloy HR-120 je její bezkonkurenční ekonomicko-výkonový poměr. Poskytuje creepové vlastnosti srovnatelné s drahými plně niklovými superlegurami, avšak za výrazně nižší pořizovací náklady díky optimalizovanému obsahu železa. Přídavek dusíku a niobová stabilizace vytvářejí v mřížce hustou síť mikroskopických precipitátů, které efektivně blokují skluz krystalografických rovin kovu za extrémního žáru. Vysoký 25% obsah chromu indukuje vznik stabilní povrchové oxidační vrstvy chránící materiál před oxidací a tvorbou okují až do teploty 1095 °C. Slitina prokazuje naprosto špičkovou rezistenci vůči nauhlíčení a průmyslové nitridaci (např. v pecích pracujících se čpavkem), kde běžné nerezové oceli (310S, 309) bleskově křehnou a praskají. Vyznačuje se excelentní svařitelností a její svarové spoje netrpí sklonem k trhlinám za tepla.

5. Nejčastější průmyslové aplikace a využití

6. Přehled norem a specifikace dle hutních polotovarů

Typ polotovaru Technická norma ASTM / ASME / DIN / EN Rozsah platnosti a určení aplikace
Plech / Deska / Pás ASTM B435 / ASME SB435 / DIN EN 10095 Válcované žáropevné desky a plechy pro stavbu stěn průmyslových pecí, retort, spalovacích komor a přírub.
Kruhová tyč / Výkovek ASTM B572 / ASME SB572 / DIN 17752 / B564 Kované a tažené tyče pro strojírenské obrábění vysoce zatížených žárových svorníků, pecních hřídelí a závěsů.
Trubka bezešvá ASTM B407 (Trubky) / DIN 17751 Bezešvé přesné trubky pro technologické parní reformery a trubkové svazky vysokoteplotních průmyslových výměníků tepla.
Trubka svařovaná ASTM B514 / B515 / ASME SB514 Svařované procesní krakovací trubky velkých průměrů pro energetické a rafinérské vzduchotechnické instalace.
Drát ASTM B572 (Drát) / DIN 17753 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 výrobce Haynes International za účelem křížového porovnání ekvivalentů.