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
- Konstrukce průmyslových pecí: retortové pece, mufle, rotační pece, vnitřní součásti hořáků, nosné pecní rošty, koše a zavážecí systémy pro tepelné zpracování kovů.
- Tepelná energetika a spalovny odpadu: potrubní rozvody, parní přehříváky, závěsy trubek, kryty termočlánků a fluidní kotle pracující v žáru.
- Petrochemický a chemický průmysl: komponenty parních reformérů, krakovací etylenové pece a ventilační systémy pro transport horkých plynů.
- Výroba a zpracování kovů: průmyslové chladicí a transportní rošty v ocelárnách, sálavé panely a komponenty sklářských pecí.
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.