Panduan Utama Memilih Paduan Suhu Tinggi: Inconel vs. Hastelloy

Pertanyaan "Inconel atau Hastelloy" diajukan di setiap industri yang membeli paduan nikel, dan tidak dapat dijawab pada tingkat pertanyaan tersebut. Inconel dan Hastelloy adalah portofolio bermerek dagang, bukan komposisi. Di antara keduanya, mereka mencakup setidaknya lima sistem metalurgi yang berbeda, mulai dari larutan padat nikel-kromium hingga paduan nikel-molibdenum yang hampir tidak mengandung kromium sama sekali, dan satu paduan di tengah kisaran dijual dengan kedua nama.

Yang dapat dibandingkan adalah sepasang tingkatan di bawah tugas yang dinamai. Halaman yang menjawab pertanyaan keluarga dengan "Inconel untuk panas, Hastelloy untuk korosi" menggambarkan posisi pemasaran dua katalog dan bukan perilaku logam apa pun. Halaman ini menunjukkan apa yang dicakup oleh nama-nama tersebut, di mana portofolio tumpang tindih, tiga sumbu yang sebenarnya memisahkan tingkatan, dan empat pasangan yang dibawa pembeli ke meja kutipan.

Setiap portofolio berisi beberapa sistem komposisi, dan sistem-sistem tersebut berperilaku cukup berbeda sehingga pernyataan tentang keluarga hampir tidak mengatakan apa-apa tentang tingkatan tertentu. Tabel mencantumkan sistem dan satu tingkatan perwakilan untuk masing-masing.

Dua baris dalam tabel tersebut memiliki bobot lebih dari yang lain. Baris B2 menunjukkan tingkatan Hastelloy yang pada dasarnya tanpa kromium, yang berarti keluarga tersebut tidak dapat digambarkan sebagai paduan nikel-kromium-molibdenum. Baris terakhir menunjukkan paduan yang muncul di kedua katalog dengan dua nama, yang berarti batas antara portofolio adalah batas komersial dan bukan batas metalurgi.

Tumpang tindih itu bukan rumor atau kebetulan komposisi. Paduan X membawa UNS N06002 dan dijual sebagai Inconel HX dan sebagai Hastelloy X, yang merupakan bahan yang sama di bawah dua merek dagang. Pembeli yang menentukan satu nama dan menerima nama lain telah menerima paduan yang diminta, dan pembeli yang memperlakukan kedua nama tersebut sebagai bahan yang berbeda telah menciptakan perbedaan yang tidak ada dalam logam.

Tumpang tindih kedua adalah perilaku. Paduan 625, tingkatan Inconel, direkomendasikan dalam buletin produsernya untuk tangki penyimpanan yang menangani limbah kimia yang mencakup asam klorida dan nitrat. Buletin yang sama menyatakan alasannya tidak biasa: kedua asam tersebut mewakili masalah korosi yang berlawanan, dan bahan yang tahan terhadap salah satunya biasanya diserang oleh yang lain. Jadi aturan umum bahwa tingkatan nikel-kromium adalah untuk tugas oksidasi dan tingkatan nikel-molibdenum adalah untuk tugas pereduksi memiliki pengecualian yang duduk di dalam portofolio Inconel.

Konsekuensi praktisnya adalah bahwa spesifikasi yang ditulis sebagai nama portofolio tidak dapat dikutip, diuji, atau diterima. Gambar yang mengatakan Inconel atau Hastelloy telah menamai hubungan pemasok dan bukan bahan, dan tingkatan, nomor UNS, dan spesifikasi produk masih harus ditulis sebelum pabrik dapat memberi harga pesanan.

Setelah perbandingan beralih ke tingkatan, tiga variabel melakukan sebagian besar pekerjaan. Kandungan kromium mengatur sisi oksidasi dan kemampuan membentuk kerak pelindung. Kandungan molibdenum mengatur sisi asam pereduksi dan ketahanan terhadap serangan pitting dan celah. Rute penguatan mengatur batas suhu, karena presipitat yang mengasar menetapkan batas keras dan larutan padat tidak.

Baca kolom kedua dan ketiga bersama-sama. Tingkatan dengan kromium tinggi dan molibdenum rendah adalah paduan tugas oksidasi. Tingkatan dengan molibdenum tinggi dan kromium rendah adalah paduan tugas pereduksi. Tingkatan dengan jumlah yang cukup banyak dari keduanya mencoba untuk mencakup bagian tengah, dan upaya tersebut selalu memerlukan biaya dalam satu arah atau arah lain. Itulah seluruh perbandingan, dan itu terlihat dalam komposisi dan bukan dalam merek dagang.

Ini adalah empat perbandingan yang datang sebagai pertanyaan dan bukan sebagai spesifikasi. Masing-masing memiliki jawaban setelah tugas dinyatakan, dan tidak ada di antaranya yang memiliki jawaban di tingkat portofolio.

Aturan bahwa tingkatan nikel-kromium menangani oksidasi dan tingkatan nikel-molibdenum menangani reduksi adalah perkiraan pertama yang baik dan terakhir yang buruk. Tiga kasus menunjukkan di mana aturan itu rusak, dan masing-masing adalah pembelian nyata dan bukan pengecualian teoretis.

Yang pertama adalah 625 dalam asam nitrat. Asam nitrat sangat oksidatif, dan aturan tersebut akan mengirim pembeli ke tingkatan kromium tinggi. Paduan 625 direkomendasikan oleh produsernya untuk limbah kimia yang mencakup asam klorida dan nitrat, dan buletin tersebut mencatat bahwa kombinasi ini tidak biasa karena kedua asam tersebut mewakili masalah yang berlawanan. Pembeli yang menerapkan aturan secara mekanis akan menolak tingkatan yang direkomendasikan oleh produsen untuk tugas tersebut.

Yang kedua adalah B2 dalam kondisi oksidatif apa pun. B2 mengandung sekitar 28% molibdenum dan pada dasarnya tanpa kromium, sehingga sangat baik dalam asam klorida dan tidak memiliki pertahanan terhadap ion oksidatif. Jejak oksigen terlarut atau ion tembaga dalam saluran mengubah jawaban sepenuhnya, dan perubahan tersebut tidak terlihat pada nama tingkatan.

Yang ketiga adalah C276 dalam asam nitrat atau klorin basah. Paduan tersebut bergantung pada film pasif yang kaya kromium, dan media yang sangat oksidatif mencegah film tersebut bertahan. Hasilnya adalah tingkatan yang berkinerja dalam asam klorida dan gagal dalam asam nitrat, yang merupakan gambar cermin dari kasus 625 di atas.

Nama dagang pada gambar bukanlah spesifikasi, dan celah di antara keduanya adalah tempat terjadinya substitusi. Tabel memetakan nama yang ditulis pembeli ke nomor yang dibutuhkan pabrik dan spesifikasi produk yang mengatur bentuknya.

Baris terakhir adalah yang perlu diingat dalam perselisihan. Pembeli yang menentukan Hastelloy X dan menerima Inconel HX telah menerima UNS N06002, yang merupakan paduan yang diminta. Pembeli yang menentukan Inconel 625 dan menerima batang C276 telah menerima logam yang berbeda dengan mekanisme yang berbeda, meskipun keduanya adalah paduan nikel dengan molibdenum di dalamnya.

Tiga langkah menggantikan pertanyaan keluarga dengan spesifikasi yang dapat dikutip dan diterima. Mereka memakan waktu sekitar sepuluh menit dan menghilangkan sebagian besar risiko dari pembelian.

Pertama, sebutkan mekanisme yang diharapkan akan mengakhiri bagian tersebut. Oksidasi, mulur, pitting, serangan celah, retak tegangan sulfida, dan pelepasan partikel adalah enam mode kegagalan yang berbeda, dan masing-masing menunjuk ke keluarga tingkatan yang berbeda. Bagian tanpa mekanisme yang disebutkan tidak memiliki dasar untuk pilihan bahan.

Kedua, sebutkan variabel media yang menggerakkan jawaban: asam atau gas, konsentrasinya, suhunya, tingkat klorida, dan apakah sistem tersebut oksidatif atau pereduksi. Lima variabel tersebut menentukan persyaratan kromium dan molibdenum, dan itu tidak dicatat pada sertifikat pabrik mana pun.

Ketiga, tulis tingkatan, nomor UNS, spesifikasi produk, dan kondisinya. Baris itu adalah apa yang dapat dikutip oleh pabrik, apa yang dapat diperiksa oleh inspektur, dan apa yang dapat diselesaikan oleh klaim. Apa pun yang lebih pendek adalah preferensi, dan preferensi tidak dapat ditolak saat kedatangan.

DLX memasok kedua portofolio dari Changzhou, Jiangsu, sehingga perbandingan dapat diselesaikan pada satu kutipan dan bukan dua. Kisaran tersebut mencakup tingkatan Inconel 600, 601, 625, 718, dan X. Dari sisi Hastelloy, mencakup C276, C22, B2, dan X, dalam kawat dari 0,025 mm, batang bulat hingga 50 mm, strip dari 0,50 mm hingga 2,5 mm ketebalan, dan lembaran serta tabung dalam bentuk pabrik standar.

Setiap tingkatan ditawarkan terhadap spesifikasi produk ASTM yang mengatur bentuknya, dengan sertifikat EN 10204 3.1 berdasarkan permintaan, dan sertifikat tersebut membawa nomor UNS dan nomor panas sehingga tingkatan dapat diperiksa terhadap gambar. Kutipan yang menyebutkan nomor UNS dan spesifikasi produk adalah versi yang dapat dibandingkan dengan kutipan lain, dan itulah akhir praktis dari pertanyaan Inconel versus Hastelloy.

Tidak sebagai pernyataan keluarga. Portofolio Hastelloy mencakup C276 dan C22, yang dibuat untuk media kimia agresif, dan mencakup X, yang merupakan paduan oksidasi yang dijual dengan kedua nama. Portofolio Inconel mencakup 625, yang direkomendasikan oleh produsernya untuk limbah kimia yang mengandung asam klorida dan nitrat. Perbandingan hanya menjadi bermakna ketika tingkatan dan media disebutkan, karena portofolio tumpang tindih dan tingkatan di dalamnya menggunakan mekanisme yang berbeda.

Pada tingkat portofolio, pertanyaan itu tidak berarti, dan pada tingkat tingkatan, jawabannya hampir selalu tidak. 625 dan C276 keduanya adalah paduan nikel dengan kromium dan molibdenum, dan mereka berbeda dalam kandungan kromium dan molibdenum yang cukup untuk menukar perilaku mereka di batas oksidasi dan pereduksi. Satu-satunya substitusi yang bukan substitusi adalah X untuk HX, karena kedua nama tersebut membawa UNS N06002.

718 adalah yang terkuat dari tingkatan dalam perbandingan ini hingga sekitar 650 °C, karena diperkuat presipitat oleh fase gamma ganda prima. Di atas suhu tersebut, presipitat mengasar dan keuntungannya hilang, dan jawabannya beralih ke tingkatan larutan padat dengan ketahanan oksidasi yang lebih baik, seperti 625, atau ke paduan yang dikembangkan khusus untuk tugas tersebut. Kekuatan pada suhu adalah properti dari rute penguatan dan bukan dari portofolio.

Karena kedua tingkatan membawa keseimbangan kromium dan molibdenum yang berbeda. C276 memiliki sekitar 16% kromium dan 16% molibdenum, dan bergantung pada film pasif yang kaya kromium yang tidak dapat dipertahankan oleh media yang sangat oksidatif. 625 memiliki 20 hingga 23% kromium dengan 8 hingga 10% molibdenum dan niobium, dan produsennya merekomendasikannya untuk limbah yang mencakup asam nitrat dan klorida, mencatat bahwa kombinasi ini tidak biasa karena kedua asam tersebut mewakili masalah yang berlawanan.

Keseimbangan kromium dan molibdenum. C276 memiliki sekitar 16% kromium dan 16% molibdenum, dan C22 memiliki sekitar 22% kromium dan 13% molibdenum dengan tungsten. Pergeseran ke arah kromium memberikan C22 lebih banyak ruang dalam media oksidatif dan dalam layanan klorida, dan pergeseran menjauh dari molibdenum memberikan keunggulan C276 dalam asam pereduksi yang kuat. Pilihan dibuat berdasarkan kimia proses dan bukan berdasarkan harga per kilogram.

Tingkatan, nomor UNS, spesifikasi produk ASTM untuk bentuknya, dan kondisinya. Baris yang berbunyi 625, UNS N06625, ASTM B443, anil larutan, adalah spesifikasi. Baris yang berbunyi Inconel atau Hastelloy adalah preferensi, dan preferensi tidak dapat diperiksa, dibandingkan, atau ditolak saat kedatangan.

Inconel dan Hastelloy adalah katalog, dan pertanyaan mana yang lebih baik tidak memiliki jawaban pada tingkat itu. Portofolio berisi setidaknya lima sistem metalurgi, satu paduan membawa kedua nama di bawah UNS N06002, dan tingkatan di dalam setiap portofolio dipisahkan oleh kandungan kromium, kandungan molibdenum, dan rute penguatan.

Perbandingan menjadi berguna ketika menyebutkan mekanisme dan media. Oksidasi dan mulur menunjuk ke tingkatan nikel-kromium dan ke 718 untuk kekuatan. Asam pereduksi dan klorida menunjuk ke C276 dan B2. Proses yang menggabungkan tugas oksidasi dan pereduksi menunjuk ke 625 atau C22. Setelah pilihan itu dibuat, gambar membutuhkan tingkatan, nomor UNS, spesifikasi produk, dan kondisi, karena keempat baris itu adalah apa yang dapat dikutip oleh pabrik dan dapat diperiksa oleh inspektur.

1. Buletin teknis Special Metals untuk paduan Inconel 625. Sumber untuk batas komposisi 20,0 hingga 23,0% kromium, 8,0 hingga 10,0% molibdenum, dan 3,15 hingga 4,15% niobium ditambah tantalum, minimum nikel 58,0%, kepadatan 8,44 g/cm3, kisaran leleh 1.290 hingga 1.350 °C, kisaran layanan hingga 982 °C, rute penguatan larutan padat, spesifikasi produk B443, B444, B446, dan B564, nomor UNS N06625, dan pernyataan bahwa paduan tersebut direkomendasikan untuk limbah kimia yang mengandung asam klorida dan nitrat karena asam tersebut mewakili masalah korosi yang berlawanan.
2. Data teknis Haynes International untuk paduan Hastelloy C-276. Sumber untuk nomor UNS N10276, komposisi nikel-kromium-molibdenum dengan tungsten, ketahanan terhadap asam campuran dan pereduksi serta klorida, dan persyaratan anil larutan.
3. Data komposisi yang diterbitkan untuk Hastelloy C22, UNS N06022, mencakup keseimbangan kromium yang lebih tinggi dan molibdenum yang lebih rendah relatif terhadap C276, dan penambahan tungsten.
4. Data komposisi yang diterbitkan untuk Hastelloy B2, UNS N10665 dan Werkstoff 2.4617, mencakup dasar nikel-molibdenum tanpa kromium, dan konsekuensinya untuk media oksidatif.
5. Data yang diterbitkan untuk paduan X, UNS N06002, mencakup komposisi nikel-kromium-besi-molibdenum dan fakta bahwa paduan yang sama dikatalogkan sebagai Inconel HX dan sebagai Hastelloy X.
6. Spesifikasi produk ASTM B166, B168, B333, B335, B435, B443, B444, B446, B564, B572, B574, B575, B622, B637, dan B670. Sumber untuk spesifikasi produk yang mengatur setiap bentuk dan tingkatan dalam tabel spesifikasi.
7. EN 10204, dokumen inspeksi. Sumber untuk definisi sertifikat inspeksi 3.1 sebagai dokumen yang membawa hasil pengujian aktual dan disahkan oleh perwakilan inspeksi independen produsen.
8. Data produk yang diterbitkan oleh DLX Alloy untuk rangkaian paduan nikel. Sumber untuk tingkatan yang ditawarkan, kisaran ukuran berdasarkan bentuk, dan pengaturan sertifikat yang dijelaskan di bagian penutup.

Komposisi di atas adalah batas spesifikasi dan nilai tipikal untuk tingkatan yang disebutkan, dan itu bukan batas penerimaan untuk lot yang dikirim. Perilaku korosi bergantung pada konsentrasi, suhu, aerasi, aliran, dan geometri, sehingga tingkatan yang berkinerja di satu pabrik dapat gagal di pabrik lain dengan kimia nominal yang sama, dan media harus dijelaskan dalam pertanyaan agar jawaban tersebut berarti. Batas suhu menggambarkan kisaran biasa untuk tingkatan dan bukan jaminan untuk komponen tertentu, karena suhu logam bergantung pada perpindahan panas, pelapisan, dan siklus tugas. Spesifikasi produk direvisi, dan edisi yang disebutkan pada pesanan pembelian berlaku. Tidak ada dalam halaman ini yang menggantikan rilis teknik atau pengujian kualifikasi yang disepakati antara pembeli dan pemasok.