Hastelloy und Inconel sind zwei herausragende Familien von Superlegierungen auf Nickelbasis, die für ihre außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturfestigkeit und Vielseitigkeit in verschiedenen anspruchsvollen Anwendungen in allen Branchen bekannt sind. Ingenieure und Materialspezialisten stehen oft vor der Entscheidung, zwischen diesen Legierungen aufgrund spezifischer Leistungsanforderungen zu wählen. In diesem Artikel werden die Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen Hastelloy und Inconel untersucht, wobei der Schwerpunkt auf deren Eigenschaften, chemischen Zusammensetzungen, Anwendungen und Eignung für verschiedene Umgebungen liegt.
Chemische Zusammensetzung
Die chemischen Zusammensetzungen von Hastelloy- und Inconel-Legierungen sind auf die Erzielung spezifischer mechanischer, thermischer und korrosionsbeständiger Eigenschaften zugeschnitten. Nachfolgend sind die Kompositionen für drei Jahrgangsstufen jeder Familie zum Vergleich zusammengestellt:
Hastelloy-Legierungen
| Grad | Chemische Zusammensetzung |
|---|---|
| Hastelloy C-276 | Ni: Bal., Cr: 14,5–16,5 %, Mo: 15–17 %, Fe: 4–7 %, W: 3–4,5 %, Co: 2,5 %, Mn: 1,0 %, V: 0,35 % |
| Hastelloy C-22 | Ni: Rest, Cr: 20–22,5 %, Mo: 12,5–14,5 %, Fe: 2–6 %, W: 2,5–3,5 %, C: 0,015 %, Co: 2,5 % |
| Hastelloy X | Ni: Bal., Cr: 20,5–23 %, Mo: 8–10 %, Fe: 17–20 %, Co: 0,5–2,5 %, W: 0,2–1,0 %, C: 0,05–0,15 % |
Inconel-Legierungen
| Grad | Chemische Zusammensetzung |
|---|---|
| Inconel 600 | Ni: 72 %, Cr: 14–17 %, Fe: 6–10 %, Cu: 0,5 %, Mn: 1 %, Si: 0,5 % |
| Inconel 625 | Ni: 58 %, Cr: 20–23 %, Mo: 8–10 %, Nb+Ta: 3,15–4,15 %, Fe: 5 %, Al: 0,4 %, Ti: 0,4 %, C: 0,1 % |
| Inconel 718 | Ni: 52,5 %, Cr: 19 %, Mo: 3 %, Nb+Ta: 5,1 %, Ti: 0,9 %, Al: 5,5 %, C: 0,08 % |
Eigenschaftenvergleich
Die Eigenschaften von Hastelloy- und Inconel-Legierungen bestimmen ihre Leistung in verschiedenen Umgebungen, einschließlich hoher Temperaturen, korrosiver Atmosphäre und mechanischer Beanspruchung. Hier ist ein Vergleich ihrer wichtigsten Eigenschaften:
| Eigentum | Hastelloy C-276 | Hastelloy C-22 | Hastelloy X |
|---|---|---|---|
| Temperaturbeständigkeit | Bis zu 1093 °C (2000 °F) | Bis zu 1093 °C (2000 °F) | Bis zu 1204 °C (2200 °F) |
| Korrosionsbeständigkeit | Exzellent | Exzellent | Gut |
| Mechanische Festigkeit | Hoch | Hoch | Hoch |
| Schweißbarkeit | Gut | Gut | Gut |
| Herstellbarkeit | Gut | Gut | Gut |
| Magnetische Eigenschaften | Nicht magnetisch | Nicht magnetisch | Nicht magnetisch |
| Anwendungen | Chemische Verarbeitung, Luft- und Raumfahrt | Chemische Verarbeitung, Luft- und Raumfahrt | Gasturbinenmotoren, Industrieheizung |
| Eigentum | Inconel 600 | Inconel 625 | Inconel 718 |
|---|---|---|---|
| Temperaturbeständigkeit | Bis zu 1177 °C (2150 °F) | Bis zu 980 °C (1800 °F) | Bis zu 704 °C (1300 °F) |
| Korrosionsbeständigkeit | Exzellent | Exzellent | Exzellent |
| Mechanische Festigkeit | Gut | Hoch | Hoch |
| Schweißbarkeit | Exzellent | Gut | Gut |
| Herstellbarkeit | Gut | Gut | Gut |
| Magnetische Eigenschaften | Nicht magnetisch | Nicht magnetisch | Nicht magnetisch |
| Anwendungen | Chemie- und Lebensmittelverarbeitung | Luft- und Raumfahrt, Marine | Luft- und Raumfahrt, Gasturbinen |
Detaillierte Analyse
Hastelloy-Legierungen
Hastelloy C-276:
- Chemische Zusammensetzung: Hauptsächlich Nickel mit erheblichem Anteil an Chrom, Molybdän und Wolfram.
- Eigenschaften: Außergewöhnliche Beständigkeit gegenüber oxidierenden und reduzierenden Umgebungen, ideal für aggressive chemische Verarbeitung.
- Anwendungen: Weit verbreitet in chemischen Reaktoren, Geräten zur Kontrolle der Umweltverschmutzung und Sauergasbrunnen.
Hastelloy C-22:
- Chemische Zusammensetzung: Höherer Chrom- und Molybdängehalt als C-276, mit erhöhter Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion.
- Eigenschaften: Hervorragende Beständigkeit gegenüber oxidierenden und reduzierenden Säuren, geeignet für pharmazeutische und chemische Verarbeitungsanwendungen.
- Anwendungen: Wird in der pharmazeutischen Herstellung, in Chlorierungssystemen sowie in der Zellstoff- und Papierproduktion verwendet.
Hastelloy X:
- Chemische Zusammensetzung: Hoher Nickelgehalt mit erheblichen Zusätzen von Chrom, Molybdän, Eisen, Kobalt und Wolfram.
- Eigenschaften: Hervorragende Oxidationsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen, geeignet für Gasturbinenanwendungen und Industrieofenkomponenten.
- Anwendungen: Luft- und Raumfahrtkomponenten, Industrieofenauskleidungen und Dichtungen für Gasturbinentriebwerke.
Inconel-Legierungen
Inconel 600:
- Chemische Zusammensetzung: Überwiegend Nickel mit erheblichem Chrom- und Eisengehalt.
- Eigenschaften: Hervorragende Beständigkeit gegen Oxidation, Korrosion und Spannungsrisskorrosion bei hohen Temperaturen.
- Anwendungen: Wird in Ofenkomponenten, Chemieanlagenausrüstung und Wärmebehandlungsvorrichtungen verwendet.
Inconel 625:
- Chemische Zusammensetzung: Erheblicher Nickelgehalt mit Zusätzen von Chrom, Molybdän, Niob und Tantal.
- Eigenschaften: Hervorragende Ermüdungsfestigkeit, hervorragende Schweißbarkeit und Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl korrosiver Umgebungen.
- Anwendungen: Luft- und Raumfahrtanwendungen, Meeresumwelt und chemische Verarbeitungsindustrie.
Inconel 718:
- Chemische Zusammensetzung: Hoher Nickel- und Chromgehalt mit Zusätzen von Molybdän, Niob, Titan und Aluminium.
- Eigenschaften: Außergewöhnliche Festigkeit und Zähigkeit bei hohen Temperaturen, ausgezeichnete Zeitstandfestigkeit.
- Anwendungen: Gasturbinentriebwerke, Luft- und Raumfahrtkomponenten und kryogene Lagertanks.
Abschluss
Hastelloy- und Inconel-Legierungen stellen zwei führende Familien von Superlegierungen auf Nickelbasis dar, die für den Einsatz unter extremen Umgebungsbedingungen und anspruchsvollen Anwendungen entwickelt wurden. Die Wahl zwischen Hastelloy und Inconel hängt von spezifischen Anforderungen wie Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, mechanischer Festigkeit und Schweißbarkeit ab. Hastelloy-Legierungen, einschließlich C-276, C-22 und X, eignen sich hervorragend für korrosive chemische Umgebungen und Hochtemperaturanwendungen. Inconel-Legierungen wie 600, 625 und 718 werden aufgrund ihrer Festigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Zuverlässigkeit in Luft- und Raumfahrt- und Schifffahrtsanwendungen bevorzugt.
Durch das Verständnis der unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungen jeder Legierung können Ingenieure und Materialspezialisten fundierte Entscheidungen treffen, um Leistung, Haltbarkeit und Kosteneffizienz in verschiedenen Industriesektoren zu optimieren.
Dieser umfassende Vergleich beleuchtet die Stärken und Anwendungen von Hastelloy- und Inconel-Legierungen und liefert wertvolle Erkenntnisse für die Auswahl der am besten geeigneten Legierung auf der Grundlage spezifischer technischer Anforderungen und Umgebungsbedingungen.