Hastelloy C-276

Was ist Hastelloy und warum C‑276?

Hastelloy ist eine Familie korrosionsbeständiger Nickellegierungen, die ursprünglich von Haynes International entwickelt wurden. Die Legierungen werden durch UNS-Nummern (Unified Numbering System) identifiziert; UNS N10276 steht für Hastelloy C‑276. Gängige Bezeichnungen sind Alloy C‑276, C‑276, C276 und manchmal Inconel C‑276, da viele Ni‑Cr‑Mo-Legierungen unter dem Namen Inconel® vermarktet werden. Das UNS-System weist jeder Metallsorte einen eindeutigen Code zu, sodass Ingenieure weltweit Materialien eindeutig spezifizieren können. N10276 bezeichnet daher eindeutig C‑276, während Güten wie UNS N06455 verwandte Legierungen wie C‑4 bezeichnen.

Hastelloy C‑276 gehört zur Nickel-Chrom-Molybdän-Gruppe. Im Vergleich zur älteren Legierung C enthält C‑276 sehr wenig Kohlenstoff und Silizium. Diese Zusammensetzung unterdrückt die Bildung von Karbidausscheidungen an Korngrenzen in der Wärmeeinflusszone, sodass Schweissnähte beständig gegen interkristalline Korrosion bleiben. Die Legierung gilt daher als das vielseitigste korrosionsbeständige Hastelloy und wird häufig in der chemischen Verarbeitung, in Umweltschutzanlagen und in der Sauergasproduktion eingesetzt.

Woraus besteht sie?

Die chemische Standardzusammensetzung von C-276 (Knetlegierung) umfasst etwa 57 % Nickel als Restelement, 15–17 % Molybdän, 14,5–16,5 % Chrom, 4–7 % Eisen und 3–4,5 % Wolfram; geringe Mengen Kobalt (<2,5 %), Mangan (<1 %), Vanadium (<0,35 %), Silizium (<0,08 %) und Kohlenstoff (<0,01 %) vervollständigen die Zusammensetzung. Der hohe Molybdän- und Wolframgehalt sorgt für eine hervorragende Beständigkeit gegen Lochfrass und Spaltkorrosion, während Chrom für Beständigkeit gegen oxidierende Medien sorgt.

Ist Hastelloy C-276 Edelstahl oder Inconel?

C-276 ist kein Edelstahl, er enthält deutlich mehr Nickel, Molybdän und Wolfram als herkömmliche Edelstahlsorten. Edelstähle (z. B. 316 oder 304) basieren auf Eisen, enthalten ca. 10–20 % Nickel und kein Wolfram. Sie sind daher günstiger, korrodieren aber unter Bedingungen, denen C-276 standhält. Das Material unterscheidet sich ausserdem von Inconel 625; Letzteres enthält mehr Chrom und weniger Molybdän und ist daher in oxidierenden Säuren überlegen, in stark reduzierenden Medien jedoch weniger robust.

Namensäquivalente und Handelsnamen

Hastelloy C‑276 wird unter verschiedenen Handelsnamen vertrieben. Europäische Normen kennzeichnen es als DIN 2.4819, das Gussäquivalent ist CW‑12MW. Weitere Herstellernamen sind AL276, Nickelvac C‑276, Böhler L276, UNITEMP HN und die generische Bezeichnung CrNiMo16‑60‑16. Aufgrund der einheitlichen chemischen Zusammensetzung beziehen sich diese Bezeichnungen auf dieselbe Legierung und können bei der Beschaffung von Platten, Rohren oder Schläuchen synonym verwendet werden.

Normen und Äquivalente

UNS-Nummer und P-Nummer

Hastelloy C-276 trägt die UNS-Bezeichnung N10276. In der Schweisspraxis wird es der ASME P-Nummer 111 zugeordnet und der ISO 15608 Gruppe 43 zugeordnet. Diese Klassifizierungen helfen Schweissingenieuren bei der Auswahl geeigneter Verfahren und Schweisszusätze.

ASTM-Spezifikationen und Produktcodes

Die Legierung wird in vielen Produktformen hergestellt und unterliegt mehreren ASTM-Normen:

Diese Normen legen chemische Eigenschaften, mechanische Eigenschaften, Masstoleranzen und Prüfanforderungen fest. Gussprodukte unterliegen der ASTM A494 CW-12MW. Die Angabe des korrekten ASTM-Codes bei der Materialbeschaffung gewährleistet die Konsistenz zwischen den Lieferanten.

Äquivalente und Ersatzlegierungen

Die Virgamet-Datenbank weist darauf hin, dass verwandte Nickellegierungen unterschiedliche Korrosionsbeständigkeiten aufweisen: UNS N06455 (Legierung C-4) bietet eine verbesserte thermische Stabilität; UNS N06022 (C-22) verbessert die Beständigkeit gegen chloridinduzierte lokale Korrosion; UNS N06059 (Legierung 59) und UNS C06200 (C-2000) bieten eine überlegene Korrosionsbeständigkeit in bestimmten Medien. Ingenieure vergleichen diese Werkstoffe häufig, wenn sie den optimalen Werkstoff für aggressive Umgebungen auswählen.

Eigenschaften und Leistung

Physikalische und mechanische Eigenschaften

Die hochdichte Mikrostruktur von Hastelloy C-276 (Dichte ≈ 8,9 g/cm³) und der hohe Schmelzbereich (2415–2500 °F / 1323–1371 °C) ermöglichen eine hohe Leistung von kryogenen bis zu erhöhten Temperaturen. Das Virgamet-Datenblatt listet die folgenden mechanischen Eigenschaften für lösungsgeglühtes Material auf: Streckgrenze >283 MPa, Zugfestigkeit >690 MPa, Dehnung >40 % und Härte um 90 HRB. Die Legierung behält ihren hohen Elastizitätsmodul bei erhöhten Temperaturen und weist eine gute Kriechfestigkeit auf.

Korrosionsbeständigkeit und chemische Verträglichkeit

C-276 ist für seine breite chemische Beständigkeit bekannt. Es widersteht sowohl reduzierenden als auch oxidierenden Säuren, einschliesslich Salzsäure, Schwefelsäure, Ameisen- und Essigsäure, und bleibt in feuchten Chlorgas- und Hypochloritlösungen stabil. Dank seines hohen Molybdän- und Wolframgehalts bietet das Material eine aussergewöhnliche Beständigkeit gegen Lochfrass, Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion. Der Werkstoffleitfaden von Elite Valve weist darauf hin, dass C-276 korrosionsbeständiger als Edelstahl 316, Alloy 20 oder Monel 400 in starken Säuren und aggressiven Chemikalien ist. Die chemische Beständigkeit ist mit Inconel und Titan vergleichbar, eignet sich jedoch besser für gemischte oder unbekannte Medien.

Temperaturbeständigkeit

Die Legierung behält ihre Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit über einen weiten Temperaturbereich. Elite Valve weist darauf hin, dass C-276 von kryogenen Temperaturen bis ≈ 1040 °C (≈ 1900 °F) eine gute Leistung zeigt und sich daher für Wärmetauscher und Hochtemperaturreaktoren eignet. Die Vergleichstabelle von Pipingmaterial.ae gibt die maximale Betriebstemperatur von C‑276 bei 1800 °F (≈980 °C) für eine gute Oxidationsbeständigkeit an.

Dichte, Härte und andere Eigenschaften

Die Dichte der Legierung beträgt 0,321 lb/in³ (8,89 g/cm³) und die Härte liegt im Bereich 87–90 Rockwell B. Die Wärmeleitfähigkeit steigt von ca. 9,4 W/m‑K bei Raumtemperatur auf ca. 28 W/m‑K bei 1090 °C, während der Wärmeausdehnungskoeffizient von 11,2 × 10⁻⁶ m·m⁻¹·K⁻¹ bei 24–93 °C auf 16,0 × 10⁻⁶ m·m⁻¹·K⁻¹ bei 24–925 °C ansteigt. Diese Eigenschaften helfen Konstrukteuren bei der Modellierung thermischer Spannungen im Betrieb.

Verarbeitung und Fertigung

Umformung und Bearbeitung

Hastelloy C‑276 kann geschmiedet, warmgestaucht und fliessgepresst werden. High-Temp Metals weist darauf hin, dass die Legierung trotz ihrer Neigung zur Kaltverfestigung tiefgezogen, gedreht, pressgeformt oder gestanzt werden kann. Um eine Kaltverfestigung zu vermeiden, sollten bei der Bearbeitung niedrige Schnittgeschwindigkeiten und eine ausreichende Schnitttiefe verwendet werden.

Schweissen

Der niedrige Kohlenstoff- und Siliziumgehalt der Legierung minimiert die Karbidausscheidung und ermöglicht Schweissen ohne Wärmebehandlung nach dem Schweissen. Wolfram-Inertgasschweissen, Metall-Inertgasschweissen, Metall-Schutzgasschweissen und Widerstandsschweissen sind zulässig. Acetylen-Sauerstoff- und Unterpulverschweissen sollten vermieden werden, um eine Aufkohlung zu verhindern. Pipingmaterial.ae empfiehlt, Anlauffarben nach dem Schweissen zu entfernen und für optimale Korrosionsbeständigkeit Schweisszusätze mit hohem Molybdängehalt (ERNiCrMo-10 oder ERNiCrMo-4) zu wählen.

Wärmebehandlung

Knetprodukte werden in der Regel lösungsgeglüht geliefert. Die empfohlene Lösungsglühtemperatur beträgt 2050 °F (≈ 1121 °C), gefolgt von einer Schnellabschreckung. Bei niedrigeren Temperaturen warmgeformte Teile sollten erneut geglüht werden, um die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen.

Konformität und Sauergaseinsatz

Die Korrosions- und Rissbeständigkeit von C-276 macht es zu einem geeigneten Werkstoff für Sauergasanwendungen gemäss NACE-Regelung. Im Werkstoffhandbuch von Elite Valve wird darauf hingewiesen, dass C-276 häufig in NACE MR0175/MR0103-Anwendungen für die Einhaltung der Sauergasanforderungen spezifiziert wird. Pipingmaterial.ae bestätigt, dass C-276 aufgrund seiner Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion für den Öl- und Gaseinsatz gemäss NACE MR0175 zertifiziert ist. Käufer in der Kohlenwasserstoffindustrie sollten beim Kauf von Stangenmaterial, Rohren oder Ventilen auf Konformitätszertifikate achten.

Vergleiche mit anderen Legierungen

C-276 vs. Originallegierung C

Die Legierung C-276 entwickelte sich aus der Legierung C (UNS N30002). Die frühere Legierung enthielt mehr Kohlenstoff und Silizium. Beim Schweissen bildeten sich an den Korngrenzen Ausscheidungen, die interkristalline Korrosion verursachten. C-276 reduzierte diese Elemente und kann daher im unverschweissten Zustand ohne Wärmebehandlung nach dem Schweissen verwendet werden.

C-276 vs. C-22, C-4 und C-2000

C-22 (UNS N06022) hat einen höheren Chrom- und einen niedrigeren Molybdängehalt als C-276. Der Vergleich von Aeether zeigt, dass C-22 eine bessere Beständigkeit in oxidierenden Umgebungen bietet, während C-276 in reduzierenden Medien besser abschneidet. C-22 verfügt ausserdem über eine bessere Kontrolle der Spurenelemente, was zu einem etwas besseren Hochtemperaturverhalten führt. Virgamet führt N06455 (C-4) mit verbesserter thermischer Stabilität und C-2000 mit verbesserter Beständigkeit gegen Schwefelsäure und reduzierende Medien auf. Ingenieure sollten daher die Legierung auf die im Einsatz vorherrschenden chemischen Verbindungen abstimmen.

C‑276 vs. Inconel 625 und andere Inconel-Sorten

Sowohl C‑276 als auch Inconel 625 sind Ni‑Cr‑Mo-Legierungen. Inconel 625 enthält jedoch mehr Chrom und nutzt Niob und Tantal zur Verstärkung, während C‑276 Molybdän und Wolfram verwendet. Der höhere Chromgehalt macht Inconel 625 gegenüber oxidierenden Säuren (z. B. Salpetersäure) überlegen, während der hohe Molybdängehalt von C‑276 eine bessere Beständigkeit gegenüber reduzierenden Säuren (z. B. Salzsäure) bietet. Die mechanischen Eigenschaften sind ähnlich, jedoch wird C‑276 häufig in der chemischen Verarbeitung bevorzugt, während 625 eher in Hochtemperaturstrukturen und Schiffsbauteilen zum Einsatz kommt.

C‑276 im Vergleich zu rostfreien Stählen und Superduplex-Legierungen

Austenitische rostfreie Stähle wie 316 oder 316L enthalten etwa 10–17 % Nickel und geringe Mengen Molybdän. Sie sind unter milden Bedingungen korrosionsbeständig, neigen jedoch zu Lochfrass in Halogenidmedien und weisen bei hohen Temperaturen eine geringere Festigkeit auf. Duplex-Edelstähle (UNS S31803 oder S32205) weisen eine höhere Festigkeit und eine gewisse Lochfrassbeständigkeit auf, enthalten aber dennoch deutlich weniger Nickel und können in stark reduzierenden Säuren nicht mit der Leistung von C‑276 mithalten.

C-276 im Vergleich zu Alloy 20 und Monel 400

Alloy 20 (UNS N08020) ist eine Ni-Fe-Cr-Cu-Mo-Legierung für Schwefelsäure. Sie ist günstiger als C-276 und funktioniert gut bis ca. 250 °C. Monel 400 (UNS N04400) ist eine Nickel-Kupfer-Legierung mit ausgezeichneter Beständigkeit gegenüber reduzierenden Säuren und Meerwasser, jedoch eingeschränkter Leistung unter oxidierenden Bedingungen. C-276 bietet einen breiteren Korrosionsschutz als die beiden anderen Legierungen, ist jedoch teurer.

C-276 im Vergleich zu Titan und Tantal

Titanlegierungen (z. B. Güte 2) kombinieren hohe Festigkeit mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit in vielen oxidierenden und reduzierenden Umgebungen. Titan wird häufig gewählt, wenn das Gewicht entscheidend und die Chloridbelastung moderat ist. Es ist jedoch anfällig für Wasserstoffversprödung in einigen reduzierenden Säuren. Tantal ist nahezu universell korrosionsbeständig, aber extrem teuer und schwierig herzustellen. C-276 bietet für viele Chemieanlagen ein praktikables Preis-Leistungs-Verhältnis.

Formen und Verfügbarkeit

Hastelloy C-276 ist in einer Vielzahl von Produktformen erhältlich. Laut Virgamet kann die Legierung als Schmiedeteile, Drähte, Stangen, Streifen, Bleche und Platten geliefert werden. Rohre und Schläuche werden nach ASTM B622 (nahtlos) und ASTM B619/B626 (geschweisst) hergestellt. Gussteile (CW-12MW) erfüllen die Anforderungen von ASTM A494.

BACH INDUSTRY AG führt Platten, Rohre und Schläuche in verschiedenen Grössen und Ausführungen. Unser Lagerbestand umfasst kaltgewalzte Bleche und Bänder, warmgewalzte Platten für die Fertigung sowie nahtlose oder geschweisste Rohre für Prozessanlagen. Neben C-276 bieten wir auch andere Hastelloy-Sorten und Nickellegierungen an. Alle Werkstoffe werden mit Werkszeugnissen und, falls erforderlich, mit EN 10204 3.1-Zertifizierung geliefert.

Preisgestaltung und Beschaffung

Preisüberlegungen

Die Kosten für Hastelloy C-276 hängen von Legierungselementen, Fertigungskomplexität und den globalen Nickelpreisen ab. Obwohl C-276 teureres Molybdän und Wolfram als 625 enthält, ist es aufgrund seiner grösseren Produktionsmengen und der häufigeren Verwendung in der Industrie etwas günstiger als Hastelloy C-22. Da die Preise mit den Rohstoffmärkten schwanken, sollten für jedes Projekt aktuelle Angebote eingeholt werden.

Da es sich bei der Legierung um einen Hochleistungswerkstoff handelt, unterscheiden sich die Einkaufsstrategien von denen für Rohstoffe. Käufer geben bei der Budgetierung oft den Preis pro Pfund an und sollten die Fertigungskosten (Schneiden, Formen, Schweissen) sowie etwaige Wärmebehandlungen und Prüfungen berücksichtigen. BACH INDUSTRY AG bietet transparente Preise und Mengenrabatte. Unser Vertriebsteam informiert Sie gerne über die Preisentwicklung von Hastelloy C‑276 und berät Sie zu Markttrends.

Beschaffung durch BACH INDUSTRY AG

BACH INDUSTRY AG beliefert Kunden in der Schweiz, Deutschland, Österreich, Liechtenstein, Belgien und Afrika mit Hastelloy C‑276-Produkten. Unser strategisches Lager in Zürich ermöglicht eine schnelle Lieferung innerhalb der Schweiz, während Partnerzentren in Deutschland und Belgien die Europäische Union beliefern. Für afrikanische Kunden koordinieren wir die Exportdokumentation und Logistik zu den wichtigsten Häfen. Wir pflegen enge Beziehungen zu Werken und bieten sowohl Direktlieferungen als auch Lagerlieferungen für Platten, Rohre und Rohrleitungen an. Kunden können kleine Mengen für den Prototypenbau oder Grossbestellungen für Prozessanlagen kaufen. Wir stehen für faire Preise und gleichbleibende Qualität. Bei dringendem Bedarf kann unser Vertriebsteam Materialien ausserhalb unseres eigenen Lagerbestands über ein Netzwerk zugelassener Hastelloy C‑276-Lieferanten beziehen.

Fazit

Hastelloy C-276 ist nach wie vor eine der vielseitigsten korrosionsbeständigen Legierungen auf dem Markt. Die ausgewogene Zusammensetzung aus Nickel, Molybdän, Chrom und Wolfram bietet hervorragende Beständigkeit gegenüber reduzierenden und oxidierenden Medien sowie gute Hochtemperaturfestigkeit und Schweissbarkeit. Die Legierung ist unter UNS N10276 anerkannt und unterliegt zahlreichen ASTM-Normen für Platten, Rohre, Fittings und Schmiedeteile. Obwohl der Preis höher ist als bei Edelstahl oder Duplexlegierungen, bietet das Material dank seiner Langlebigkeit oft die niedrigsten Gesamtbetriebskosten in anspruchsvollen Umgebungen.

BACH INDUSTRY AG unterstützt Kunden gerne bei der Auswahl, dem Kauf und der Herstellung von Hastelloy C-276 für Projekte in der Schweiz, Deutschland, Österreich, Liechtenstein, Belgien und Afrika. Für Angebote, technische Datenblätter oder Vergleiche mit anderen Legierungen kontaktieren Sie uns bitte.