Hastelloy C22 und C276 sind zwei der am häufigsten verwendeten Nickel-Chrom-Molybdän-Superlegierungen in korrosiven Umgebungen. Beide Legierungen bieten eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen eine Vielzahl von aggressiven Chemikalien, was sie zu einer beliebten Wahl für die chemische Verarbeitung, den Umweltschutz und andere anspruchsvolle Anwendungen macht. Dieser Artikel bietet einen detaillierten Vergleich dieser beiden Hochleistungslegierungen und untersucht ihre chemische Zusammensetzung, mechanischen Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und typischen Anwendungen.
Vergleich der chemischen Zusammensetzung
Der Hauptunterschied zwischen Hastelloy C22 und C276 liegt in ihrer chemischen Zusammensetzung:
Element | Hastelloy C22 (%) | Hastelloy C276 (%) |
---|---|---|
Nickel | 56 (min) | 52 (min) |
Chrom | 20.0-22.5 | 14.5-16.5 |
Molybdän | 12.5-14.5 | 15.0-17.0 |
Wolfram | 2.5-3.5 | 3.0-4.5 |
Eisen | 2.0-6.0 | 4.0-7.0 |
Kobalt | ≤2.5 | ≤2.5 |
Wesentliche Unterschiede: C22 hat einen höheren Chromgehalt, aber etwas weniger Molybdän als C276. Der höhere Chromgehalt von C22 sorgt für eine bessere Beständigkeit gegen oxidierende Umgebungen, während der höhere Molybdängehalt von C276 die Beständigkeit gegen reduzierende Säuren verbessert.
Korrosionsbeständigkeit im Vergleich
Beide Legierungen bieten eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, allerdings mit einigen bemerkenswerten Unterschieden:
Umwelt | Hastelloy C22 Leistung | Hastelloy C276 Leistung |
---|---|---|
Widerstandsfähigkeit gegen Lochfraß | Ausgezeichnet (PREN ≈ 68) | Ausgezeichnet (PREN ≈ 69) |
Spaltkorrosion | Überlegener Widerstand | Sehr guter Widerstand |
Oxidierende Medien | Bessere Leistung | Gute Leistung |
Reduzierende Säuren | Gute Widerstandsfähigkeit | Geringfügig besserer Widerstand |
Chlorid-Spannungskorrosion | Äußerst widerstandsfähig | Äußerst widerstandsfähig |
Bemerkenswerter Vorteil: C22 zeigt aufgrund seines höheren Chromgehalts eine bessere Leistung in Umgebungen, die oxidierende Chloride und andere oxidierende Medien enthalten. C276 schneidet in rein reduzierenden sauren Umgebungen etwas besser ab.
Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften dieser Legierungen bei Raumtemperatur:
Eigentum | Hastelloy C22 | Hastelloy C276 |
---|---|---|
Zugfestigkeit (MPa) | 690 min | 690 min |
Streckgrenze (MPa) | 310 min | 283 min |
Dehnung (%) | 40 min | 40 min |
Härte (Rockwell B) | ≤100 | ≤100 |
Wichtigster Punkt: Während beide Legierungen ähnliche mechanische Eigenschaften aufweisen, zeigt C22 aufgrund seiner optimierten Zusammensetzung in der Praxis etwas höhere Streckgrenzenwerte.
Temperatur-Fähigkeiten
Beide Legierungen weisen auch bei höheren Temperaturen gute mechanische Eigenschaften auf:
Temperaturbereich | Hastelloy C22 | Hastelloy C276 |
---|---|---|
Kontinuierlicher Dienst | Bis zu 600°C (1112°F) | Bis zu 593°C (1100°F) |
Kurzfristiger Dienst | Bis zu 1040°C (1904°F) | Bis zu 1038°C (1900°F) |
Wichtiger Hinweis: Beide Legierungen sollten nicht in schwefelhaltigen Umgebungen über 540°C (1000°F) verwendet werden, da sie verspröden können.
Fertigungs- und Schweißeigenschaften
Die Verarbeitungseigenschaften dieser Legierungen:
Prozess | Hastelloy C22 | Hastelloy C276 |
---|---|---|
Heißarbeit | 1150-1200°C (2100-2200°F) | 1120-1200°C (2050-2200°F) |
Kaltbearbeitung | Hervorragende Verarbeitbarkeit | Gute Verarbeitbarkeit |
Schweißen | Ausgezeichnete Schweißbarkeit | Ausgezeichnete Schweißbarkeit |
Wärmebehandlung nach dem Schweißen | Im Allgemeinen nicht erforderlich | Im Allgemeinen nicht erforderlich |
Vorteil bei der Herstellung: C22 gilt aufgrund seiner optimierten Zusammensetzung allgemein als etwas leichter zu verarbeiten, insbesondere bei Schweißanwendungen, wo es weniger anfällig für Heißrisse ist.
Typische Anwendungen
Die üblichen Anwendungen für jede Legierung:
Industrie | Hastelloy C22 Anwendungen | Hastelloy C276 Anwendungen |
---|---|---|
Chemische Verarbeitung | Reaktoren, Wäscher, Wärmetauscher | Reaktoren, Kolonnen, Rohrleitungssysteme |
Kontrolle der Umweltverschmutzung | Rauchgasentschwefelungsanlagen | Systeme zur Abfallverbrennung |
Pharmazeutische | Hochreine Systeme | Prozessausrüstung |
Öl und Gas | Komponenten im Bohrloch | Komponenten für Offshore-Plattformen |
Anleitung zur Anwendung: C22 wird häufig für neue Konstruktionen bevorzugt, bei denen es auf maximale Korrosionsbeständigkeit ankommt, während C276 nach wie vor für ältere Systeme und Anwendungen beliebt ist, bei denen seine langfristige Leistungsfähigkeit gut dokumentiert ist.
Kostenüberlegungen
Die Kostenfaktoren zwischen diesen Legierungen:
Faktor | Hastelloy C22 | Hastelloy C276 |
---|---|---|
Materialkosten | Normalerweise 5-15% höher | Etwas niedriger |
Verfügbarkeit | Weithin verfügbar | Sehr gut verfügbar |
Lebenszykluskosten | Potenziell niedriger in aggressiven Umgebungen | Bewährte Langzeitleistung |
Kosten-Nutzen-Analyse: C22 hat zwar einen hohen Preis, aber seine überlegene Leistung in vielen Umgebungen kann bei anspruchsvollen Anwendungen zu niedrigeren Gesamtlebenszykluskosten führen.
Verwandte Fragen
Was ist besser für Seewasseranwendungen, Hastelloy C22 oder C276?
Beide Legierungen eignen sich gut für den Einsatz in Meerwasser, aber Hastelloy C22 bietet im Allgemeinen eine bessere Beständigkeit gegen Spaltkorrosion in chloridhaltigen Umgebungen wie Meerwasser. Sein höherer Chromgehalt bietet einen besseren Schutz gegen örtliche Korrosion in Meeresanwendungen.
Kann Hastelloy C276 als direkter Ersatz für C22 verwendet werden?
C276 kann zwar manchmal C22 ersetzen, ist aber nicht immer ein direkter Ersatz. Die höhere Beständigkeit von C22 gegenüber oxidierenden Umgebungen bedeutet, dass es in bestimmten Anwendungen besser funktionieren kann. Vor der Substitution wird eine gründliche Bewertung der spezifischen Betriebsumgebung empfohlen.
Wie verhalten sich Hastelloy C22 und C276 im Vergleich zu nichtrostenden Stählen hinsichtlich ihrer Korrosionsbeständigkeit?
Sowohl C22 als auch C276 übertreffen herkömmliche nichtrostende Stähle (sogar superaustenitische Sorten) in ihrer Korrosionsbeständigkeit bei weitem, insbesondere in aggressiven Chloridumgebungen und unter reduzierenden Säurebedingungen. Ihre Nickel-Chrom-Molybdän-Wolfram-Zusammensetzung bietet Schutz in Umgebungen, in denen nichtrostende Stähle schnell korrodieren würden.