Hastelloy C4 화학 조성 및 특성

하스텔로이 C4 니켈 합금은 공격적인 환경에서 열 안정성과 내식성을 가지고 있습니다. 구조적으로 가장 안정적인 니켈 합금 중 하나인 이 합금은 고온에 장기간 노출된 후에도 특성을 유지하므로 화학 처리 응용 분야에 매우 중요합니다.

이 기사에서는 Hastelloy C4의 화학적 조성, 물리적 및 기계적 특성, 내식성 및 응용 분야에 대한 포괄적인 개요를 소개합니다.

Hastelloy C4 Chemical Composition And Properties

Hastelloy C4는 부식성 환경에서 성능을 제공하는 단조 니켈 합금입니다. 이 구성은 낮은 탄소 및 실리콘 함량을 특징으로 하며, 이는 용접 구조의 탄화물 석출 및 그에 따른 입계 부식의 위험을 크게 줄여줍니다.

Hastelloy C4의 공칭 화학 조성은 다음 표에 요약되어 있습니다.

구성	콘텐츠 (%)
니켈(Ni)	잔액(약 65%)
크롬(Cr)	14-18
몰리브덴(Mo)	14-17
철(Fe)	최대 3개
코발트(Co)	최대 2개
티타늄(Ti)	최대 0.7
망간(Mn)	최대 1개
실리콘(Si)	최대 0.08
탄소(C)	최대 0.015
인(P)	최대 0.04
유황(S)	최대 0.03

텅스텐의 전략적 생략은 Hastelloy C4를 C276과 같은 이전 합금과 구별하는 반면, 철 함량이 크게 감소하면 장기간 고온에 노출되는 동안 유해한 금속간 상 형성을 최소화하여 열 안정성이 향상됩니다.{2}}

니켈-크롬-몰리브덴 합금의 Hastelloy C4의 물리적 특성 특성은 다음과 같습니다.

표: Hastelloy C4의 물리적 특성

재산	가치	조건/참고
밀도	8.64g/cm3(0.312lb/in3)	20도에서
녹는점	1335-1380도 (2435-2516도 F)	-
비열 용량	408J/kg·도	100도에서
열전도율	10.1 W/m·K	100도에서
열팽창 계수	10.9 × 10⁻⁶/도	20-100도(평균계수)
전기 저항력	1.25μΩ·cm	20도에서
탄성 계수	211GPa(30.8 × 10³ ksi)	긴장 상태, 20도
강성 계수	78.6GPa(11.4 × 10³ ksi)	20도에서

Hastelloy C4의 상대적으로 낮은 열전도율과 적당한 열팽창 계수. 높은 전기 저항률은 전도성이 높은 재료에 비해 용접 특성이 우수합니다.

어닐링된 조건에서 Hastelloy C-4는 일반적으로 다음을 나타냅니다.

인장 강도: 690-860MPa(100-125ksi)

항복 강도(0.2% 오프셋): 275MPa 이상(40ksi 이상)

신율: 2인치당 40% 이상

면적 감소: 약 50%

경도: 217 HB(Brinell) 이하 또는 95 HRB(Rockwell B) 이하

이 합금은 -196도까지의 극저온에서도 놀라운 연성과 인성을 유지하며 샤르피 V-노치 충격 값은 일반적으로 실온과 -196도 모두에서 120J를 초과합니다.

Hastelloy C4는 탁월한 열 안정성을 가지며 최대 1040도까지 유용한 기계적 특성을 유지합니다. 이 합금은 650~1040도에서 장기간 노화된 후에도{3}}우수한 연성과 내식성을 유지합니다.

Hastelloy C4의 내식성은 다양한 부식 환경에서 입증된 성능을 통해 가장 귀중한 특성을 나타냅니다.

Corrosion Resistance Properties

균일한 부식

Hastelloy C-4는 다음을 포함하여 광범위한 부식성 매체에 대해 뛰어난 저항성을 나타냅니다.

뜨겁게 오염된 무기산(황산, 염산, 인산)

유기 및 무기 염화물, 건조 염소 가스

포름산 및 아세트산, 무수 아세트산

용매, 해수 및 염수 용액

이 합금은 C-276보다 성능이 뛰어날 수 있는 고도로 산화되는 환경에서 특히 우수한 성능을 보여줍니다. 그러나 염산과 같은 강력한 환원성 매체에서는 C-276이 일반적으로 더 나은 저항성을 나타냅니다.

국부적인 부식

높은 몰리브덴 함량(14-17%)은 염화물 함유 환경에서 공식 및 틈새 부식에 대한 탁월한 저항성을 제공합니다. 이로 인해 Hastelloy C-4는 해수, 기수 및 염화물 촉매 또는 오염 물질과 관련된 화학 공정에 적용하기에 적합합니다.

입계 부식 및 감작 저항

Intergranular Corrosion and Sensitization Resistance

초-탄소 함량(0.015% 이하)은 감작 및 그에 따른 입계 부식에 대한 저항성을 크게 향상시킵니다. 이 중요한 속성은 용접 열 영향을 받는 부분에서 결정립계 탄화물의 형성을 최소화하여-용접 후 용액 어닐링 없이 대부분의 화학 공정 응용 분야에 대해 용접된 상태에서 합금을 사용할 수 있도록 합니다.-

연구에 따르면 적절하게 용접된 Hastelloy C4 조인트는 표준화된 입계 부식 테스트에서 부식 속도가 연간 5.03mm에 불과하여 모재와 비슷하거나 심지어 우수한 내식성을 나타낼 수 있는 것으로 나타났습니다.

Hastelloy C4는 이전 니켈 합금에 비해 향상된 열 안정성을 위해 특별히 제조되었습니다. 전략적 구성 제어는 고온에 장기간 노출되는 동안 해로운 금속간 상과 탄화물의 형성을 최소화합니다.

이 합금은 유용한 온도 범위에서 안정성을 유지하는 FCC(면심 입방체) 구조를 특징으로 합니다. 이러한 미세구조적 안정성은 열 순환이 일반적인 연도 가스 탈황 시스템, 화학 처리 장비, 핵연료 재처리 시설과 같은 고온 응용 분야에서 일관된 성능을 보장합니다.-

Fabrication and Processing Characteristics