Tubo de aço da liga HX (EUA N06002)

Liga HX (EUA N06002), também conhecido como Hastelloy X, é uma liga de níquel-cromo-ferro-molibdênio conhecida por sua excepcional resistência e resistência à oxidação em altas temperaturas. É amplamente utilizado em motores de turbina a gás, aplicações em fornos industriais, e outros ambientes de alta temperatura.

Composição Química

A composição química típica do Alloy HX é a seguinte:

Propriedades Mecânicas

As propriedades mecânicas do Alloy HX são adequadas para aplicações de alta temperatura, proporcionando excelente resistência e estabilidade.

• Resistência à tracção: 750 MPa (109 ksi) min
• Força de rendimento (0.2% desvio): 310 MPa (45 ksi) min
• Alongamento: 30% min
• Dureza: 200-240 HB

Propriedades Físicas

• Densidade: 8.22 g/cm³ (0.297 lb/pol³)
• Faixa de fusão: 1260-1355°C (2300-2470°F)
• Capacidade Específica de Calor: 0.102 cal/g-°C (a 20ºC)
• Condutividade Térmica: 11.5 S/m·K (a 20ºC)
• Resistividade Elétrica: 1.23 μΩ·m (a 20ºC)
• Módulo de Elasticidade: 205 GPa (a 20ºC)
• Razão de Poisson: 0.33 (a 20ºC)

Indústrias que usam predominantemente Alloy HX

1. Aeroespacial:
   • Motores de turbina a gás
   • Câmaras de combustão
   • Pós-combustores e pás de turbina
2. Aplicações em Fornos Industriais:
   • Revestimentos de forno
   • Retortas e muflas
   • Equipamento de tratamento térmico
3. Processamento Químico:
   • Trocadores de calor
   • Vasos reatores
   • Sistemas de tubulação

Especificações típicas de fabricação

• ASTM B619: Especificação para tubo soldado de liga de níquel e níquel-cobalto
• ASTM B622: Especificação para tubos e tubos de liga de níquel e níquel-cobalto sem costura
• ASTM B626: Especificação para tubos soldados de liga de níquel e níquel-cobalto
• ASME SB619/SB622/SB626: Padrões para tubos e tubos sem costura e soldados de liga de níquel

Formulários de produtos em tubo disponíveis

• Tubulação Sem Costura
• Tubulação Soldada
• Comprimentos retos
• Tubulação espiralada

Aplicações Típicas

1. Aeroespacial:
   • Componentes em motores de turbina a gás, como câmaras de combustão, pós-combustores, e pás de turbina.
2. Aplicações em Fornos Industriais:
   • Revestimentos de forno, retruca, abafa, e outros equipamentos de tratamento térmico que operam em altas temperaturas.
3. Processamento Químico:
   • Trocadores de calor, vasos de reatores, e sistemas de tubulação usados ​​em ambientes químicos agressivos.

Características de Soldagem e Fabricação

Soldagem

1. Soldabilidade:
   • A liga HX tem boa soldabilidade e pode ser soldada usando métodos como soldagem a arco de gás tungstênio (GTAW/TIG), Soldagem a arco de metal a gás (GMAW/MIG), e Soldagem por Arco de Metal Blindado (SMAW).
   • Metais de adição: Metais de adição comuns incluem ERNiCrMo-2 e ERNiCrMo-3 para processos GTAW e GMAW, e ENiCrMo-2 para SMAW.
2. Pré-aquecimento e tratamento térmico pós-soldagem (PWHT):
   • Pré-aquecimento: Geralmente não é obrigatório, mas manter a limpeza é fundamental para evitar contaminação.
   • PWHT: O tratamento térmico pós-soldagem é normalmente realizado para aliviar tensões e estabilizar a estrutura. Isso normalmente é feito em temperaturas entre 1175°C e 1230°C (2150°F e 2250°F).

3. Defeitos de solda e como evitá-los:
   • Porosidade: Garanta superfícies limpas e gases de proteção adequados para minimizar a porosidade.
   • Rachadura: Controle os parâmetros de soldagem cuidadosamente para evitar trincas a quente, particularmente em seções espessas.

Fabricação

1. Usinagem:
   • Em geral: A liga HX é um desafio para usinar devido à sua alta resistência e propriedades de endurecimento por trabalho. Usando ferramentas de metal duro, baixas velocidades de corte, e altas taxas de avanço podem melhorar a usinabilidade.
   • Refrigerantes: Recomenda-se o uso abundante de fluidos de corte para resfriar e lubrificar durante a usinagem, aumentando a vida útil da ferramenta e o acabamento superficial.
2. Formando:
   • Conformação a Frio: A liga HX pode ser formada a frio usando técnicas padrão, mas sua alta taxa de endurecimento por trabalho pode exigir recozimento intermediário para deformação extensa.
   • Conformação a Quente: A conformação a quente é normalmente realizada em temperaturas entre 1175°C e 1230°C (2150°F e 2250°F). O controle adequado da temperatura é crucial para evitar rachaduras e garantir propriedades uniformes do material.
3. Tratamentos térmicos:
   • • Recozimento de Solução: Normalmente realizado de 1175°C a 1230°C (2150°F a 2.250 °F), seguido de resfriamento rápido para obter uma microestrutura homogênea.
   • Alívio do estresse: O recozimento de alívio de tensão pode ser realizado para reduzir tensões residuais de operações de soldagem ou conformação.
4. Limpeza de superfícies:
   • Decapagem: Use uma solução de ácidos nítrico e fluorídrico para remover óxidos e incrustações formadas durante a soldagem ou tratamento térmico.
   • Limpeza Mecânica: Moagem e escovação também podem ser usadas, mas deve-se tomar cuidado para evitar contaminação com partículas de ferro, o que pode levar à corrosão.

Melhores Práticas para Soldagem e Fabricação

• Limpeza: Manter um ambiente de trabalho limpo é crucial. Contaminantes como enxofre, fósforo, liderar, e o zinco podem causar defeitos de solda e problemas de corrosão.
• Ferramentas: Use ferramentas dedicadas para Alloy HX para evitar contaminação cruzada de outros metais.
• Ambiente Controlado: Se possível, realizar soldagem e fabricação em um ambiente controlado para minimizar a introdução de impurezas.
• Treinamento: Certifique-se de que soldadores e fabricantes sejam treinados especificamente para manusear ligas com alto teor de níquel para obter os melhores resultados.

Conclusão

Liga HX (EUA N06002) oferece excelente resistência a altas temperaturas e resistência à oxidação, tornando-o adequado para aplicações industriais exigentes, como aeroespacial, componentes de fornos industriais, e processamento químico. Aderindo às melhores práticas e compreendendo os requisitos específicos desta liga, engenheiros e fabricantes podem garantir resultados de alta qualidade e desempenho confiável em vários ambientes corrosivos e de alta temperatura.

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