Hastelloy-Bearbeitungsservice
Hastelloy ist eine korrosionsbeständige Legierung auf Nickelbasis, die vorwiegend in Umgebungen mit starker Korrosion und komplexen chemischen Medien eingesetzt wird.
- Perfekter Materialherstellungsprozess
- Hoch wettbewerbsfähige Materialpreise
- Mehr als 15 Jahre Erfahrung in der Verarbeitung korrosionsbeständiger Legierungen.
- Schnelle Lieferung
Was ist Hastelloy?
Hastelloy-Legierungen sind Nickelbasiswerkstoffe mit hohen Anteilen an Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Wolfram (W) und Kupfer (Cu). Diese Zusätze bilden eine dichte Passivierungsschicht und verbessern die Korrosionsbeständigkeit des Grundwerkstoffs. Sie sind beständig gegen verschiedene korrosive Umgebungen, darunter oxidierende und reduzierende Säuren, Salzlösungen, chlorierte Medien und Hochtemperaturdämpfe. Sie weisen gute Schweiß- und Umformbarkeit auf, jedoch sind einige Sorten mit hohem Molybdängehalt (wie die B-Serie) schwer zu bearbeiten und erfordern Hartmetall-Schneidwerkzeuge.
Gängige Legierungssorten und chemische Zusammensetzungen von Hastelloy
Hastelloy-Legierungen entsprechen international anerkannten Normen: ASTM B575 (Bleche/Bänder), ASTM B622 (nahtlose Rohre) und ASTM B366 (Schmiedeteile). Gängige Legierungssorten und chemische Zusammensetzungen sind wie folgt:
| Hastelloy-Typen | UNS-Nummer | chemische Zusammensetzung von Hastelloy | Hastelloy-Dichte (g/cm³) | Schmelzpunkt von Hastelloy (℃) | Mechanische Eigenschaften bei Raumtemperatur (fester Lösungszustand) (Zugfestigkeit, Streckgrenze, Härte) |
| Hastelloy C-276 | N10276 | Cr 14.5-16.5;Mo 15.0–17.0;B 3.0–4.5;Fe 4.0–7.0;Co ≤2.5;C ≤0.01 | 8.9 | 1320-1350 | σb ≥690 MPa;σ0.2 ≥283 MPa;δ ≥40%;Härte ≤210 HB |
| Hastelloy C-22 | N06022 | Cr 20.0-22.5;Mo 12.5–14.5;B 2.5–3.5;Fe 2.0–6.0;Co ≤2.5;C ≤0.01 | 8.9 | 1300-1340 | σb ≥690 MPa;σ0.2 ≥283 MPa;δ ≥40%;Härte ≤210 HB |
| Hastelloy C-2000 | N06200 | Cr 23.0-25.0;Mo 15.0–17.0;Cu 1.5–2.5;Fe ≤3.0;Co ≤2.5;C ≤0.01 | 8.95 | 1290-1330 | σb ≥690 MPa;σ0.2 ≥283 MPa;δ ≥40%;Härte ≤210 HB |
| Hastelloy B-2 | N10665 | Cr ≤1.0;Mo 26.0–30.0;Fe 1.0–3.0;Co ≤1.0;C ≤0.01 | 9.2 | 1320-1340 | σb ≥690 MPa;σ0.2 ≥276 MPa;δ ≥40%;Härte ≤210 HB |
| Hastelloy B-3 | N10675 | Cr ≤1.0;Mo 27.0–32.0;Fe ≤3.0;Co ≤1.0;C ≤0.01 | 9.1 | 1310-1330 | σb ≥690 MPa;σ0.2 ≥276 MPa;δ ≥40%;Härte ≤210 HB |
| Hastelloy G-30 | N06030 | Cr 28.0-31.0;Mo 4.0–6.0;B 1.5–4.0;Fe 13.0–17.0;Co ≤5.0;C ≤0.015 | 8.8 | 1260-1300 | σb ≥655 MPa;σ0.2 ≥276 MPa;δ ≥30%;Härte ≤200 HB |
| Hastelloy X. | N06002 | Cr 20.5-23.0;Mo 8.0–10.0;B 0.5–2.0;Fe 17.0–20.0;Co 1.0–2.5;C ≤0.10 | 8.2 | 1290-1320 | σb ≥700 MPa; σ0.2 ≥300 MPa; δ ≥30 %; Härte ≤220 HB |
Wie lässt sich Hastelloy bearbeiten?
Hastelloy-CNC-Bearbeitung
Die CNC-Bearbeitung von Hastelloy umfasst CNC-Fräsen und CNC-Drehen. Da die Kaltverfestigungsrate von Hastelloy 3- bis 5-mal höher ist als die von normalem Kohlenstoffstahl, muss das Schnittprinzip beachtet werden: „Niedrige Schnittgeschwindigkeit, hoher Vorschub und scharfe Werkzeuge“.
Werkzeugauswahl: Schruppen: Hartmetallwerkzeuge oder kubische Bornitridwerkzeuge (CBN);
Nachbearbeitung: Werkzeuge aus polykristallinem Diamant (PCD), um Werkzeugverschleiß und damit eine übermäßige Oberflächenrauheit des Werkstücks zu vermeiden.
Bearbeitungsparameter: Vorschubgeschwindigkeit: 0.2–0.5 mm/U. Durch Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit verringert sich die Reibungszeit zwischen Werkzeug und Werkstück, wodurch die Dicke der kaltverfestigten Schicht abnimmt;
Schnitttiefe: ≥2 mm. Die kaltverfestigte Schicht muss in einem Arbeitsgang durchtrennt werden, um Nachschnitte zu vermeiden.
Beim Zerspanen wird ein Hochdruck-Schneidfluid (mit Schwefel- und Phosphorzusätzen) mit einer Durchflussrate von ≥20 l/min verwendet, um eine ausreichende Kühlung der Schnittzone zu gewährleisten und einen übermäßigen Temperaturanstieg des Werkstücks und damit eine Leistungsminderung zu verhindern.
Hastelloy-Guss
Hastelloy-Gussteile weisen aufgrund ihres hohen Gehalts an Elementen wie Chrom, Molybdän und Wolfram eine geringe Fließfähigkeit auf und neigen daher zu Entmischung und Heißrissen. Aus diesem Grund sind spezielle Gießverfahren erforderlich: Feinguss (Wachsausschmelzverfahren).
Dies ist das am häufigsten verwendete Gießverfahren für Hastelloy und eignet sich zur Herstellung von Gussteilen mit komplexen Formen und hohen Präzisionsanforderungen (z. B. Pumpengehäuse, Ventile, Laufräder und Innenteile von chemischen Reaktoren).
Wichtige Verfahrenspunkte: Es wird eine keramische Formschale verwendet (beständig gegen hohe Temperaturen und Korrosion durch geschmolzenes Metall). Die Formschale muss bei hohen Temperaturen (≥ 1000 °C) gebrannt werden, um Restfeuchtigkeit und organische Stoffe zu entfernen.
Zum Schmelzen wird ein Vakuuminduktionsofen verwendet, um Oxidation und den Verlust von Legierungselementen zu vermeiden. Um die Fließfähigkeit zu verbessern, muss die Gießtemperatur 50–80 °C über dem Schmelzpunkt der Legierung liegen (z. B. beträgt die Gießtemperatur für die Legierung C-276 etwa 1400–1430 °C).
Das Gussteil muss zusammen mit der Formhülle langsam abgekühlt werden, um innere Spannungen und das Risiko von Heißrissen zu reduzieren.
Hastelloy-Schmiede
Heizungsspezifikationen
Vorheiztemperatur: 600–800℃, Haltezeit gesteuert auf 2–3 min/mm basierend auf der Werkstückdicke, um eine direkte Hochtemperaturerwärmung zu vermeiden, die zu Oberflächenoxidation führen könnte.
Anfangs-Schmiedetemperatur: 1100–1180℃ (leicht unterschiedlich für verschiedene Güteklassen, z. B. 1150℃ für C-276, 1180℃ für B-3).
Endschmiedetemperatur: ≥900℃. Niedrigtemperaturschmieden ist strengstens verboten, um Kornbruch oder Rissbildung zu vermeiden; nach dem Endschmieden ist eine schnelle Luftkühlung erforderlich, um die Ausscheidung spröder Phasen zu verhindern.
Verformungskontrolle
Einzelner Umformgrad: 15%–25%, um große Umformgrade zu vermeiden, die zu lokaler Überhitzung führen könnten; beim Mehrpass-Schmieden ist ein Wiedererwärmen erforderlich, um sicherzustellen, dass die Temperatur jedes Durchgangs im Prozessbereich bleibt.
Anwendbare Norm: ASTM B564 (Allgemeine Norm für Schmiedeteile aus Nickellegierungen)
Hastelloy-Stanzung
Hastelloy-Legierungen lassen sich zwar stanzen, aber aufgrund ihrer starken Kaltverfestigungstendenz, ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit und ihres engen plastischen Verformungsbereichs erfordert der Stanzprozess spezifische Anpassungen:
1. Vor dem Stanzen muss der Rohling einer Lösungsglühung unterzogen werden, gefolgt von einer schnellen Wasserkühlung, um die Vorverfestigung zu beseitigen, spröde Phasen aufzulösen und die Plastizität des Materials wiederherzustellen.
2. Werkzeugmaterial: Vorzugsweise Hartmetall (YG15/YG20) oder Schnellarbeitsstahl (W18Cr4V) verwenden. Die Oberfläche muss auf Ra ≤ 0.2 μm poliert werden, um die Verschleißfestigkeit und die Entformungseigenschaften zu verbessern.
3. Die maximale Verformung von Hastelloy-Legierungen ist deutlich geringer als die von Kohlenstoffstahl. Die Verformung beim Flachziehen sollte ≤ 10 % pro Hub betragen. Tiefziehen erfordert mehrere Hübe, und nach jedem Hub muss eine Lösungsglühung erfolgen, um Kaltverfestigung zu beseitigen.
Stellite-Schweißen
Stellite-Schweißen bezeichnet das Verfahren, Stellite 6, Stellite 12, Stellite 21 und andere Werkstoffe mittels Plasma- oder Laserauftragschweißen auf ein Inconel-625-Substrat aufzubringen. Es findet vorwiegend Anwendung in der Öl- und Gasindustrie für Ventile, Ventilsitze und Dichtflächen von Ventilscheiben sowie in der Bohrindustrie für verschleißfeste Schichten auf Bohrmeißeln. Dadurch werden die Herstellungskosten dieser Edelmetallwerkstoffe deutlich gesenkt.
Herstellungsprozess des Hastelloy-Materials
Precionn ist ein umfassendes Unternehmen in der Herstellung von Superlegierungen, das die Forschung und Entwicklung, das Schmelzen, Schmieden, die Wärmebehandlung, die Kaltumformung und die Weiterverarbeitung von Hastelloy-Werkstoffen integriert.
Verhüttung
Unser Unternehmen besitzt einen 50-Tonnen-Schmelzofen, einen LF-Raffinationsofen, einen VOD-Ofen und einen VD-Ofen.
Schmieden
Unser Unternehmen verfügt über eine 5000-Tonnen-Schmiedemaschine, mit der Inconel 625-Stangen und -Platten mit verschiedenen Durchmessern geformt werden können.
Wärmebehandlung
Die Hauptziele der Wärmebehandlung von Hastelloy sind Spannungsabbau, Auflösung spröder Phasen und Wiederherstellung der Korrosionsbeständigkeit. Die Lösungsglühtemperaturen liegen hauptsächlich zwischen 1100 und 1150 °C, und es wird eine schnelle Wasserkühlung angewendet.
Warmwalzen
Hastelloy kann warmgewalzt zu Blechen, Stangen, Profilen oder Rohren mit verschiedenen Spezifikationen verarbeitet werden.
Fehlererkennung
Hastelloy-Legierungen finden breite Anwendung in kritischen Branchen wie der Petrochemie. Nach der Herstellung des Materials führen wir neben der routinemäßigen Zusammensetzungsanalyse mittels Spektrometer auch eine Prüfung auf innere Defekte durch, um sicherzustellen, dass das Produkt rissfrei ist und die Produktionssicherheitsanforderungen erfüllt.
Warum sollte man sich bei Hastelloy-Teilen für Precionn entscheiden?
Hervorragende Fertigungskapazitäten
Ein vollständiger Fertigungsprozess, von der Rohmaterialproduktion über die CNC-Bearbeitung bis hin zur Endproduktprüfung und dem Versand, kann in hoher Qualität durchgeführt werden.
Vorzugsmaterialkosten
Precionn verfügt über vollständige Materialfertigungskapazitäten und ist in der Lage, Prozesse vom Schmelzen, Schmieden, der Wärmebehandlung, dem Warmwalzen bis zur Endproduktprüfung selbstständig durchzuführen.
Hochwertiges Qualitätsmanagement
- Systemzertifikate: ISO 9001, ISO 013485, AS9100D, IATF 16949
- Alle Materialien müssen spektrometrischen und physikalischen Eigenschaftsprüfungen unterzogen werden, um sicherzustellen, dass sie die Anforderungen an die chemische Zusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften erfüllen.
- Alle Schmiedeteile und Schweißmaterialien werden einer Fehlerprüfung unterzogen, um sicherzustellen, dass die Materialien und Produkte keine inneren Risse aufweisen.
Maßgeschneiderte Lösungen
- Wir verfügen über ausgezeichnete Stanzfertigungskapazitäten und können Hastelloy-Dünnteile individuell anpassen.
- Wir verfügen über ausgezeichnete CNC-Bearbeitungsmöglichkeiten und können Hastelloy-Ventile und -Flansche individuell anpassen.
- Wir verfügen über umfangreiche Erfahrung im Schweißen von Supermaterialien und können das Schweißen von Hastelloy-Ventilanschlüssen und das Plattierungsschweißen an spezifische Anforderungen anpassen.
Anwendungsbereiche von Hastelloy
Chemische Industrie
Hastelloy-Legierungen werden in der chemischen Industrie weit verbreitet eingesetzt, insbesondere bei der Herstellung von Reaktoren, Rohren, Ventilen und anderen Anlagen, wo sie stark korrosiven Chemikalien wie Chloriden, Schwefelsäure und Ammoniak standhalten können.
Sie werden beispielsweise bei der Herstellung korrosionsbeständiger Reaktoren und Anlagen eingesetzt, um Schäden durch chemische Korrosion zu verhindern.
Öl & Gas
Aufgrund ihrer hohen Temperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit werden Hastelloy-Legierungen häufig in Anlagen zur Öl- und Gasgewinnung, -verarbeitung und zum Transport eingesetzt.
Sie werden beispielsweise in korrosionsbeständigen Rohrleitungen, Pumpen und Ventilen bei Tiefseebohrungen und in Ölraffinerien eingesetzt.
Schiffstechnik
In maritimen Umgebungen widerstehen Hastelloy-Legierungen der Korrosion durch Meerwasser und werden häufig bei der Herstellung von Offshore-Plattformen, Unterwasserpipelines und anderen maritimen Ausrüstungen verwendet.
Zum Beispiel strukturelle Bauteile von Offshore-Bohrplattformen und korrosionsbeständige Teile für Schiffe.
Lebensmittelindustrie
Hastelloy-Legierungen eignen sich aufgrund ihrer hohen Hygiene und Korrosionsbeständigkeit für den Einsatz in der Lebensmittelverarbeitung, der pharmazeutischen Produktion und der Herstellung von Medizinprodukten.
Beispiele hierfür sind: Lebensmittelverarbeitungsanlagen, pharmazeutische Behälter, Rohre und Container.
Luft- und Raumfahrt
Aufgrund seiner Hochtemperatureigenschaften ist Hastelloy ein idealer Werkstoff für die Luft- und Raumfahrtindustrie, insbesondere in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Korrosionsbelastung. Er wird zur Herstellung von Triebwerkskomponenten, Wärmetauschern und anderen Hochtemperaturbauteilen verwendet.
Beispiele hierfür sind: Raketentriebwerke, Strahltriebwerke usw.
Kernenergieindustrie
Hastelloy-Legierungen sind beständig gegen hohe Temperaturen, hohe Drücke und Strahlungsumgebungen und spielen daher eine entscheidende Rolle in der Kernenergieindustrie, insbesondere bei kritischen Bauteilen wie Reaktorkühlsystemen und Brennstabhüllen.
Beispiele hierfür sind Wärmetauscher und Kühlrohre in Kernkraftwerken.
Hastelloy – Häufig gestellte Fragen
Für Hastelloy-Legierungen können wir Material- und mechanische Eigenschaftsberichte für verschiedene Verarbeitungsprozesse bereitstellen, die international anerkannte Standards für Nickelbasislegierungen wie ASTM B575 (Blech/Band), ASTM B622 (nahtloses Rohr) und ASTM B366 (Schmiedestücke) erfüllen.
Zu den gebräuchlichen Hastelloy-Legierungssorten gehören: Hastelloy C-276, Hastelloy C-22, Hastelloy C-2000, Hastelloy B-2, Hastelloy B-3, Hastelloy G-30 und Hastelloy X.
Da Hastelloy eine 3- bis 5-mal höhere Kaltverfestigung als normaler Stahl aufweist, müssen für die Bearbeitung geeignete Schneidwerkzeuge ausgewählt werden. Schruppen: Hartmetallwerkzeuge (K-Klasse, z. B. YG8) oder kubische Bornitrid-Werkzeuge (CBN); Schlichten: polykristalline Diamantwerkzeuge (PCD). Werkzeugverschleiß, der zu übermäßiger Oberflächenrauheit des Werkstücks führen könnte, ist zu vermeiden.
Wenn die Materialien keine Anpassung erfordern, beträgt die kürzeste Prototypenfertigungszeit in der Regel drei Tage. Wenn die Materialien eine spezielle Anpassung erfordern, beträgt die Prototypenfertigungszeit in der Regel zehn Tage.