Português

Hastelloy C-22HS

Uma superliga de níquel-cromo-molibdênio de alta resistência, endurecida por precipitação, com excelente resistência à corrosão e propriedades mecânicas superiores. Ideal para peças usinadas em CNC em aplicações de óleo e gás, marítimas, aeroespaciais e químicas.

Introdução ao Hastelloy C-22HS

Hastelloy C-22HS é uma superliga à base de níquel, de alta resistência e elevada resistência à corrosão, desenvolvida para aplicações exigentes que requerem desempenho mecânico crítico e alta compatibilidade química. Como uma versão endurecível por precipitação (precipitation-hardened) do Hastelloy C-22, ela mantém excelente resistência a ambientes oxidantes e redutores, ao mesmo tempo em que atinge níveis de resistência significativamente maiores — até 2× em relação ao C-22 recozido.

Essa combinação única torna o Hastelloy C-22HS especialmente adequado para peças usinadas em CNC expostas a condições severas em sistemas aeroespaciais, marinhos e de processamento químico. Ele é amplamente utilizado em componentes que exigem estabilidade dimensional, resistência a alta pressão e resistência à corrosão localizada em meios agressivos.

Propriedades Químicas, Físicas e Mecânicas do Hastelloy C-22HS

Hastelloy C-22HS (UNS N07022 / ASTM B622 / B564 / NACE MR0175) é fortalecido por envelhecimento (age-hardening) e oferece desempenho excepcional em gás ácido (sour gas), água do mar e ambientes ácidos, mesmo sob pressões elevadas.

Composição Química (Típica)

Elemento	Faixa de Composição (em massa, %)	Função Principal
Níquel (Ni)	Balanço (≥58,0)	Base da liga para resistência à corrosão e tenacidade
Cromo (Cr)	20,0–22,5	Confere resistência a meios oxidantes
Molibdênio (Mo)	12,5–14,5	Aumenta a resistência a ácidos redutores
Ferro (Fe)	2,0–6,0	Melhora propriedades mecânicas
Tungstênio (W)	2,5–3,5	Eleva a resistência à corrosão localizada
Cobalto (Co)	≤2,5	Controlado para estabilidade microestrutural
Carbono (C)	≤0,01	Evita precipitação de carbonetos na ZAC (HAZ)
Manganês (Mn)	≤0,5	Auxilia no trabalho a quente
Silício (Si)	≤0,08	Mantém a integridade da solda
Enxofre (S)	≤0,02	Baixos teores reduzem o risco de trincas a quente

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor (Típico)	Norma/Condição de Ensaio
Densidade	8,69 g/cm³	ASTM B311
Faixa de Fusão	1330–1380°C	ASTM E1268
Condutividade Térmica	9,1 W/m·K a 100°C	ASTM E1225
Resistividade Elétrica	1,18 µΩ·m a 20°C	ASTM B193
Expansão Térmica	12,3 µm/m·°C (20–300°C)	ASTM E228
Capacidade Calorífica Específica	400 J/kg·K a 20°C	ASTM E1269
Módulo de Elasticidade	205 GPa a 20°C	ASTM E111

Propriedades Mecânicas (Condição Solubilizada + Envelhecida)

Propriedade	Valor (Típico)	Norma de Ensaio
Resistência à Tração	1035–1170 MPa	ASTM E8/E8M
Limite de Escoamento (0,2%)	690–830 MPa	ASTM E8/E8M
Alongamento	≥25% (comprimento de medida 25 mm)	ASTM E8/E8M
Dureza	280–320 HB	ASTM E10
Tenacidade ao Impacto	Mantém ductilidade em baixas temperaturas	ASTM E23

Principais Características do Hastelloy C-22HS

Alta Resistência + Resistência à Corrosão: Combina PREN >52 e limite de escoamento >700 MPa, adequado para ambientes marinhos e de gás ácido sob alta pressão.
Excelente Fabricabilidade: Pode ser usinado em CNC, soldado e conformado a frio com facilidade, especialmente após solubilização a 1175°C e envelhecimento a 705°C por 8 horas.
Conformidade com NACE MR0175: Qualificado para equipamentos submarinos e de fundo de poço em ambientes com H₂S, com limites de dureza abaixo de 36 HRC.
Resistência à Corrosão Localizada: Taxa de corrosão <0,01 mm/ano em HCl 15% em ebulição e resistência a pites confirmada em ensaios ASTM G48 com cloreto férrico.

Desafios e Soluções de Usinagem CNC para Hastelloy C-22HS

Desafios de Usinagem

Encruamento

A condição pós-envelhecimento eleva a dureza para >300 HB, aumentando forças de corte e reduzindo a vida útil da ferramenta.

Acúmulo de Calor

A baixa condutividade térmica (<10 W/m·K) retém calor na interface ferramenta–peça, acelerando o desgaste da aresta.

Integridade Superficial

A tendência de formar aresta postiça de corte (BUE) sob lubrificação inadequada afeta o acabamento superficial e a precisão dimensional.

Estratégias de Usinagem Otimizadas

Seleção de Ferramentas

Parâmetro	Recomendação	Justificativa
Material da Ferramenta	Metal duro com revestimento PVD (K30–K40), insertos cerâmicos ou CBN	Resiste à dureza e ao calor após o envelhecimento
Revestimento	TiAlN, AlCrN (3–5 µm)	Reduz atrito e degradação térmica
Geometria	Saída altamente positiva (10–15°), raio de hone 0,03 mm	Melhora evacuação de cavacos e reduz BUE

Parâmetros de Corte (ISO 3685)

Operação	Velocidade (m/min)	Avanço (mm/rev)	DOC (mm)	Pressão do Refrigerante (bar)
Desbaste	8–14	0,20–0,30	2,0–3,5	100–120
Acabamento	15–25	0,05–0,10	0,5–1,0	120–150

Tratamento de Superfície para Peças em Hastelloy C-22HS Usinadas

Prensagem Isostática a Quente (HIP)

HIP melhora o desempenho em fadiga em ≥25% e elimina porosidade de retração em fundidos complexos ou componentes manufaturados aditivamente.

Tratamento Térmico

Tratamento Térmico inclui solubilização a 1175°C e envelhecimento a 705°C por 8 h para otimizar resistência e resistência à corrosão.

Soldagem de Superligas

Soldagem de Superligas com metal de adição ERNiCrMo-10 e controle de interpasse <100°C assegura integridade estrutural e resistência à fragilização na zona soldada.

Revestimento Barreira Térmica (TBC)

Revestimento TBC com até 250 µm melhora a vida em serviço de peças expostas a 850–1000°C em correntes gasosas agressivas.

Usinagem por Descarga Elétrica (EDM)

EDM permite furos e ranhuras de precisão com tolerâncias de ±0,005 mm e Ra <0,6 µm em peças endurecidas.

Furação Profunda

Furação Profunda com L/D >30:1 assegura retilineidade e integridade superficial em geometrias de portas de alta pressão.

Ensaios e Análise de Materiais

Ensaios de Materiais incluem tração (ASTM E8), dureza (ASTM E18), ensaios de corrosão em gás ácido (NACE TM0177) e validação microestrutural por SEM/EDS.