Hastelloy C-276
Introdução ao Hastelloy C-276
Hastelloy C-276 é uma liga de níquel-molibdênio-cromo altamente resistente à corrosão, projetada para operar nos ambientes químicos mais agressivos. Ela oferece excelente resistência a oxidantes fortes, agentes redutores e a ácidos orgânicos e inorgânicos — especialmente ácido clorídrico, ácido sulfúrico e cloro úmido. O baixo teor de carbono da liga também minimiza o risco de precipitação em contornos de grão durante a soldagem, preservando a resistência à corrosão em estruturas soldadas.
O Hastelloy C-276 é amplamente utilizado em componentes usinados em CNC que trabalham sob condições severas, como dessulfurizadores de gases de combustão (FGD), trocadores de calor e sistemas de controle de poluição. Sua estabilidade térmica, resistência à corrosão e resistência mecânica tornam este material uma escolha de alto nível para as indústrias química e marítima.
Propriedades Químicas, Físicas e Mecânicas do Hastelloy C-276
Hastelloy C-276 (UNS N10276 / ASTM B575 / B619 / B622 / B626) é uma superliga versátil que mantém estabilidade estrutural e química em meios altamente corrosivos.
Composição Química (Típica)
Elemento | Faixa de Composição (em massa, %) | Função Principal |
|---|---|---|
Níquel (Ni) | Balanço (≥57,0) | Metal base para resistência à corrosão e resistência mecânica |
Molibdênio (Mo) | 15,0–17,0 | Melhora a resistência a ácidos redutores e à corrosão por pites |
Cromo (Cr) | 14,5–16,5 | Forma camadas passivas de óxidos para resistir a oxidantes |
Ferro (Fe) | 4,0–7,0 | Melhora propriedades mecânicas |
Tungstênio (W) | 3,0–4,5 | Eleva a resistência à corrosão localizada |
Cobalto (Co) | ≤2,5 | Elemento de liga secundário |
Carbono (C) | ≤0,01 | Evita precipitação de carbonetos em zonas de solda |
Manganês (Mn) | ≤1,0 | Melhora a conformabilidade a quente |
Silício (Si) | ≤0,08 | Minimiza ataque intergranular |
Enxofre (S) | ≤0,03 | Controlado para reduzir trincas durante a usinagem |
Vanádio (V) | ≤0,35 | Melhora a estabilidade microestrutural |
Propriedades Físicas
Propriedade | Valor (Típico) | Norma/Condição de Ensaio |
|---|---|---|
Densidade | 8,89 g/cm³ | ASTM B311 |
Faixa de Fusão | 1325–1370°C | ASTM E1268 |
Condutividade Térmica | 10,5 W/m·K a 100°C | ASTM E1225 |
Resistividade Elétrica | 1,20 µΩ·m a 20°C | ASTM B193 |
Expansão Térmica | 11,2 µm/m·°C (20–300°C) | ASTM E228 |
Capacidade Calorífica Específica | 420 J/kg·K a 20°C | ASTM E1269 |
Módulo de Elasticidade | 205 GPa a 20°C | ASTM E111 |
Propriedades Mecânicas (Condição Recozida)
Propriedade | Valor (Típico) | Norma de Ensaio |
|---|---|---|
Resistência à Tração | 760–825 MPa | ASTM E8/E8M |
Limite de Escoamento (0,2%) | 280–355 MPa | ASTM E8/E8M |
Alongamento | ≥40% (comprimento de medida 25 mm) | ASTM E8/E8M |
Dureza | 190–230 HB | ASTM E10 |
Tenacidade ao Impacto | Excelente de temperaturas sub-zero até elevadas | ASTM E23 |
Principais Características do Hastelloy C-276
Resistência Excepcional a Ácidos: Taxas de corrosão <0,02 mm/ano em ácido clorídrico em ebulição (até 37%), ácido sulfúrico e misturas com ácido fórmico.
Soldabilidade: Baixos teores de carbono e silício evitam sensibilização e ataque intergranular durante a soldagem ou tratamentos pós-solda.
Estabilidade Térmica e à Oxidação: Suporta serviço contínuo até 1040°C em atmosferas oxidantes e com enxofre.
Usinabilidade de Precisão: Mantém tolerâncias dimensionais de até ±0,01 mm e acabamentos <Ra 0,8 µm com ferramental e refrigeração adequados.
Desafios e Soluções de Usinagem CNC para Hastelloy C-276
Desafios de Usinagem
Encruamento
O alto teor de molibdênio promove encruamento durante cortes rasos ou usinagem interrompida, aumentando o desgaste da ferramenta.
Acúmulo de Calor
A retenção de calor, devido à baixa condutividade térmica, causa desgaste de flanco e lascamento da aresta em ferramentas sem revestimento.
Aderência do Material
A formação de aresta postiça de corte (BUE) pode ocorrer sem refrigeração de alta pressão e superfícies de ferramenta polidas.
Estratégias de Usinagem Otimizadas
Seleção de Ferramentas
Parâmetro | Recomendação | Justificativa |
|---|---|---|
Material da Ferramenta | Metal duro (K20–K30) ou insertos cerâmicos | Resistência ao desgaste em alta temperatura |
Revestimento | Revestimento PVD AlTiN ou AlCrN (3–5 µm) | Melhora resistência ao calor e fluxo de cavacos |
Geometria | Saída positiva (8–12°), hone de aresta 0,02–0,05 mm | Minimiza força de corte e encruamento |
Parâmetros de Corte (ISO 3685)
Operação | Velocidade (m/min) | Avanço (mm/rev) | DOC (mm) | Pressão do Refrigerante (bar) |
|---|---|---|---|---|
Desbaste | 12–18 | 0,20–0,30 | 2,0–3,5 | 100–120 |
Acabamento | 20–30 | 0,05–0,10 | 0,5–1,0 | 120–150 |
Tratamentos de Superfície para Peças em Hastelloy C-276 Usinadas
Prensagem Isostática a Quente (HIP)
HIP a 1150°C e 100–200 MPa elimina porosidade de retração e melhora a resistência à fadiga em ≥20%.
Tratamento Térmico
Tratamento Térmico inclui solubilização a 1120–1175°C seguida de resfriamento rápido para evitar formação de fases secundárias.
Soldagem de Superligas
Soldagem de Superligas com metal de adição ERNiCrMo-4 garante zonas soldadas resistentes à corrosão, com baixa temperatura de interpasse (<150°C).
Revestimento Barreira Térmica (TBC)
Revestimento TBC fornece isolamento para peças expostas a 900–1050°C e ambientes ácidos ou ricos em SO₂.
Usinagem por Descarga Elétrica (EDM)
EDM permite perfilamento de microgeometrias com tolerâncias de ±0,005 mm e Ra <0,6 µm.
Furação Profunda
Furação Profunda viabiliza furação de alta precisão com L/D >30:1 para tubos de reatores e manifolds de processamento químico.
Ensaios e Análise de Materiais
Ensaios de Materiais incluem testes de corrosão ASTM G28 e ASTM A262, validação mecânica (ASTM E8, ASTM E18) e metalografia.
Aplicações Industriais de Componentes em Hastelloy C-276
Processamento Químico
Trocadores de calor, sistemas de scrubber e digestores em ambientes de ácidos com condições oxidantes e redutoras.
Dessulfurização de Gases de Combustão (FGD)
Dutos, ventiladores e torres absorvedoras expostos a cloro úmido e condensado ácido em temperaturas elevadas.
Engenharia Marinha
Componentes de válvulas, carcaças de bombas e tubos de riser offshore resistentes à corrosão por água do mar.
Tratamento de Resíduos
Vasos de pressão e agitadores que operam com misturas de ácido nítrico, clorídrico e sulfúrico contendo orgânicos.
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