Hastelloy and Inconel are two prominent families of nickel-based superalloys known for their exceptional corrosion resistance, high-temperature strength, and versatility in various demanding applications across industries. Engineers and material specialists often face the decision of choosing between these alloys based on specific performance requirements. This article explores the differences and similarities between Hastelloy and Inconel, focusing on their properties, chemical compositions, applications, and suitability for different environments.
องค์ประกอบทางเคมี
The chemical compositions of Hastelloy and Inconel alloys are tailored to achieve specific mechanical, thermal, and corrosion-resistant properties. Below are the compositions for three grades from each family arranged for comparison:
Hastelloy Alloys
| ระดับ | องค์ประกอบทางเคมี |
|---|---|
| ฮาสเตลลอย 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% |
| ฮาสเตลลอย C-22 | Ni: Bal., 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 Alloys
| ระดับ | องค์ประกอบทางเคมี |
|---|---|
| อินโคเนล 600 | Ni: 72%, Cr: 14-17%, Fe: 6-10%, Cu: 0.5%, Mn: 1%, Si: 0.5% |
| อินโคเนล 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% |
| อินโคเนล 718 | Ni: 52.5%, Cr: 19%, Mo: 3%, Nb+Ta: 5.1%, Ti: 0.9%, Al: 5.5%, C: 0.08% |
Properties Comparison
The properties of Hastelloy and Inconel alloys determine their performance in various environments, including high temperatures, corrosive atmospheres, and mechanical stress. Here’s a comparison of their key properties:
| คุณสมบัติ | ฮาสเตลลอย C-276 | ฮาสเตลลอย C-22 | Hastelloy X |
|---|---|---|---|
| ทนต่ออุณหภูมิ | Up to 1093°C (2000°F) | Up to 1093°C (2000°F) | Up to 1204°C (2200°F) |
| ความต้านทานการกัดกร่อน | ยอดเยี่ยม | ยอดเยี่ยม | ดี |
| ความแข็งแรงทางกล | High | High | High |
| ความสามารถในการเชื่อม | ดี | ดี | ดี |
| ความสามารถในการผลิต | ดี | ดี | ดี |
| Magnetic Properties | Non-magnetic | Non-magnetic | Non-magnetic |
| แอพพลิเคชั่น | Chemical processing, aerospace | Chemical processing, aerospace | Gas turbine engines, industrial heating |
| คุณสมบัติ | อินโคเนล 600 | อินโคเนล 625 | อินโคเนล 718 |
|---|---|---|---|
| ทนต่ออุณหภูมิ | Up to 1177°C (2150°F) | Up to 980°C (1800°F) | Up to 704°C (1300°F) |
| ความต้านทานการกัดกร่อน | ยอดเยี่ยม | ยอดเยี่ยม | ยอดเยี่ยม |
| ความแข็งแรงทางกล | ดี | High | High |
| ความสามารถในการเชื่อม | ยอดเยี่ยม | ดี | ดี |
| ความสามารถในการผลิต | ดี | ดี | ดี |
| Magnetic Properties | Non-magnetic | Non-magnetic | Non-magnetic |
| แอพพลิเคชั่น | การแปรรูปทางเคมีและอาหาร | Aerospace, marine | Aerospace, gas turbines |
Detailed Analysis
Hastelloy Alloys
ฮาสเตลลอย C-276-
- องค์ประกอบทางเคมี: Primarily nickel with significant chromium, molybdenum, and tungsten.
- คุณสมบัติ: Exceptional resistance to oxidizing and reducing environments, ideal for aggressive chemical processing.
- แอพพลิเคชั่น: Widely used in chemical reactors, pollution control equipment, and sour gas wells.
ฮาสเตลลอย C-22-
- องค์ประกอบทางเคมี: Higher chromium and molybdenum content than C-276, with enhanced resistance to pitting and crevice corrosion.
- คุณสมบัติ: Superior resistance to both oxidizing and reducing acids, suitable for pharmaceutical and chemical processing applications.
- แอพพลิเคชั่น: Used in pharmaceutical manufacturing, chlorination systems, and pulp and paper production.
Hastelloy X-
- องค์ประกอบทางเคมี: High nickel content with significant additions of chromium, molybdenum, iron, cobalt, and tungsten.
- คุณสมบัติ: Excellent oxidation resistance at elevated temperatures, suitable for gas turbine applications and industrial furnace components.
- แอพพลิเคชั่น: Aerospace components, industrial furnace liners, and gas turbine engine seals.
Inconel Alloys
อินโคเนล 600-
- องค์ประกอบทางเคมี: Predominantly nickel with substantial chromium and iron content.
- คุณสมบัติ: Excellent resistance to oxidation, corrosion, and stress-corrosion cracking at high temperatures.
- แอพพลิเคชั่น: Used in furnace components, chemical plant equipment, and heat treating fixtures.
อินโคเนล 625-
- องค์ประกอบทางเคมี: Significant nickel content with additions of chromium, molybdenum, niobium, and tantalum.
- คุณสมบัติ: Superior fatigue strength, excellent weldability, and resistance to a wide range of corrosive environments.
- แอพพลิเคชั่น: Aerospace applications, marine environments, and chemical processing industries.
อินโคเนล 718-
- องค์ประกอบทางเคมี: High nickel and chromium content with additions of molybdenum, niobium, titanium, and aluminum.
- คุณสมบัติ: Exceptional strength and toughness at high temperatures, excellent creep-rupture strength.
- แอพพลิเคชั่น: Gas turbine engines, aerospace components, and cryogenic storage tanks.
บทสรุป
Hastelloy and Inconel alloys represent two leading families of nickel-based superalloys designed to withstand extreme environments and demanding applications. The choice between Hastelloy and Inconel depends on specific requirements such as temperature resistance, corrosion resistance, mechanical strength, and weldability. Hastelloy alloys, including C-276, C-22, and X, excel in corrosive chemical environments and high-temperature applications. Inconel alloys, such as 600, 625, and 718, are preferred for their strength, oxidation resistance, and reliability in aerospace and marine applications.
By understanding the distinct properties and applications of each alloy, engineers and materials specialists can make informed decisions to optimize performance, durability, and cost-effectiveness in various industrial sectors.
This comprehensive comparison highlights the strengths and applications of Hastelloy and Inconel alloys, providing valuable insights for selecting the most suitable alloy based on specific engineering requirements and environmental conditions.