Chemische Zusammensetzung und Äquivalente von Hastelloy B2

Hastelloy B2 Übersicht

Hastelloy B2ist eine von Hastelloy International, Inc., USA, entwickelte Nickellegierung, die speziell dafür entwickelt wurde, extrem reduzierenden Umgebungen standzuhalten. Diese Legierung löste bei gleichzeitiger Beibehaltung der Korrosionsbeständigkeit das Problem der Schweißnaht-Sensibilisierung, das bei früheren Nickel--Molybdän-Legierungen auftrat. Hastelloy B2 genießt in der modernen Industrie den Ruf, der „König der reduzierenden Umgebungsbedingungen“ zu sein.

Als verstärkte Nickellegierung verbessert Hastelloy B2 die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion erheblich, indem es den Gehalt an Elementen wie Kohlenstoff und Silizium drastisch reduziert und insbesondere auch im geschweißten Zustand eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit beibehält.

Die Hastelloy B2-Legierung wird hauptsächlich in der chemischen Verarbeitung, Petrochemie, Pharmazeutik und Umweltschutz eingesetzt und eignet sich besonders für Geräte und Systeme, die stark korrosive Medien wie Salzsäure und Schwefelsäure verarbeiten. In praktischen Anwendungen wird diese Legierung häufig zur Herstellung kritischer Geräte wie Reaktoren, Wärmetauscher, Rohre, Behälter und Rührwerke verwendet.

Dieser Artikel bietet eine ausführliche Analyse der chemischen Zusammensetzung von Hastelloy B2, der Wirkungsmechanismen seiner Elemente und seiner internationalen Äquivalentqualitäten und bietet Kunden bei der Materialauswahl professionelle technische Referenzen.

Chemische Zusammensetzung von Hastelloy B2

Hastelloy B2 besteht hauptsächlich aus Nickel und Molybdän. In der folgenden Tabelle ist die Zusammensetzung von Hastelloy B2 gemäß der Primärmaterialnorm ASTM B333 aufgeführt.

Die Elemente aus Hastelloy B2 besitzen jeweils unterschiedliche Leistungsmerkmale:

Nickel: Der Nickelgehalt gewährleistet die inhärente Duktilität und Zähigkeit der Legierung. Der hohe Nickelgehalt verleiht der Legierung B2 eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit in reduzierenden Medien und alkalischen Lösungen und bietet gleichzeitig eine stabile Lösungsmittelmatrix für Legierungselemente wie Molybdän.

Molybdän: Mit einem Molybdängehalt von bis zu 26-30 % ist Molybdän ein Schlüsselfaktor für die überlegene Korrosionsbeständigkeit der Legierung in reduzierenden Medien. Molybdän erhöht die Festigkeit und Härte der Legierung durch Mischkristallverfestigung und spielt eine entscheidende Rolle, insbesondere bei der Korrosionsbeständigkeit durch nicht oxidierende Säuren wie Salzsäure und Schwefelsäure.

Chrom: Der Gehalt wird streng auf unter 1,0 % kontrolliert. Dieses chromarme Design vermeidet die Bildung instabiler Oxidfilme in reduzierenden Umgebungen und gewährleistet so eine optimale Korrosionsbeständigkeit. Dies führt jedoch auch zu einer unzureichenden Korrosionsbeständigkeit in oxidierenden Umgebungen, was die Anwendung in wechselnden Redoxumgebungen einschränkt.

Eisen: Als Verunreinigungselement ist der Eisengehalt auf unter 2,0 % begrenzt, um seine negativen Auswirkungen auf die Korrosionsbeständigkeit zu minimieren. Beim Schmelzen der Legierung muss der Eisengehalt streng kontrolliert werden, um die Bildung von eisenreichen Phasenpartikeln zu verhindern und so die Gesamtkorrosionsbeständigkeit der Legierung aufrechtzuerhalten.

Kohlenstoff und Silizium: Diese beiden Elemente werden auf extrem niedrige Werte reduziert, was eine entscheidende Verbesserung von Hastelloy B2 im Vergleich zu früheren Hastelloy B-Legierungen darstellt. Das Design mit niedrigem-Kohlenstoffgehalt und niedrigem-Siliziumgehalt verhindert wirksam die Ausfällung von Karbiden und schädlichen Phasen in der Schweißwärme-beeinflussten Zone und verringert so die Anfälligkeit der Legierung für interkristalline Korrosion erheblich.

Physikalische und mechanische Eigenschaften von Hastelloy B2

Physikalische Eigenschaften

Dichte: Die Dichte von Hastelloy B2 beträgt ca. 9,22–9,24 g/cm³.

Schmelzpunkt: Der Schmelztemperaturbereich der Legierung liegt zwischen 1330 und 1380 Grad.

Wärmeausdehnungskoeffizient: Der Wärmeausdehnungskoeffizient beträgt 11,2 μm/m · Grad über einen Temperaturbereich von 20–100 Grad.

Elastizitätsmodul: Der Elastizitätsmodul beträgt etwa 217 kN/mm² (oder GPa).

Wärmeleitfähigkeit und spezifischer Widerstand: Die Wärmeleitfähigkeit der Legierung ist relativ gering, während der spezifische Widerstand etwa 137 μOhm·cm beträgt.

Mechanische Eigenschaften

Zugfestigkeit: Die Zugfestigkeit der Legierung beträgt nicht weniger als 690 MPa.

Streckgrenze: Die Streckgrenze (RP0,2) beträgt nicht weniger als 310 MPa oder 283 MPa.

Dehnung: Die Dehnung nach dem Bruch beträgt nicht weniger als 40 %.

Härte: Im Bereich von HRC40 oder HB 200-230.

HastelloyB2 Äquivalente

Hastelloy B2 wurde als international anerkannter Standardwerkstoff in die Standardsysteme zahlreicher Länder und Organisationen aufgenommen. In der folgenden Tabelle sind die äquivalenten Qualitäten von Hastelloy B2 in verschiedenen Standardsystemen aufgeführt:

Hastelloy B2Typisch Anwendungen

Chemische Industrie: In der chemischen Industrie wird Hastelloy B2 häufig in Behältern, Reaktoren, Wärmetauschern und Rohrleitungssystemen für den Umgang mit Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure und Essigsäure verwendet.

Insbesondere unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher Konzentration weist diese Legierung im Vergleich zu Edelstahl und anderen Nickellegierungen eine überlegene Korrosionsbeständigkeit auf.

Petrochemische Industrie: In der petrochemischen Industrie wird Hastelloy B2 häufig in Geräten und Komponenten verwendet, die in Umgebungen mit sauren Gasen betrieben werden, insbesondere in Prozessumgebungen, die Chloridmedien enthalten.

Diese Legierung weist eine hervorragende Beständigkeit gegen durch Chlorid-induzierte Spannungsrisskorrosion auf und ist daher ein bevorzugtes Material für kritische Komponenten in petrochemischen Anlagen.

Zellstoff- und Papierindustrie: In der Zellstoff- und Papierindustrie wird Hastelloy B2 in Geräten wie Scheuer- und Bleichbehältern verwendet.

Beim Umgang mit Chemikalien, die Chloride und Sulfate enthalten, sind diese Geräte mit erheblichen Korrosionsproblemen konfrontiert, und Hastelloy B2 bietet in diesen rauen Umgebungen einen langfristigen Einsatz.

Schadstoffkontrollsysteme: Hastelloy B2 wird bei der Herstellung von Komponenten wie Waschtürmen, Zwischenüberhitzern und Nassdampfventilatoren in Rauchgasentschwefelungsanlagen und Abwasseraufbereitungsanlagen verwendet.

Diese Geräte erfordern Materialien mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit beim Umgang mit korrosiven Medien, die Sulfide und Chloride enthalten.

Pharmazeutik und Lebensmittelverarbeitung: Hastelloy B2 findet auch in der Pharma- und Lebensmittelindustrie Anwendung, vor allem aufgrund seiner Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl organischer und anorganischer Säuren sowie seiner guten Reinigungseigenschaften und der Materialreinheit, die den Industriestandards entspricht.