Plaque AMS 5536 Hastelloy UNS N06002

La plupart des alliages de nickel figurant dans le programme d'une usine de tôles sont vendus pour résister à la corrosion.Plaque AMS 5536 Hastelloy UNS N06002est vendu pour le chauffage. Il s'agit d'un alliage nickel-chrome-fer-molybdène contenant environ 22 % de chrome et 18 % de fer, une solution solide renforcée par du molybdène, du tungstène et du cobalt, et spécifié presque partout où une pièce métallique doit conserver sa forme dans une atmosphère de four oxydante supérieure à 900 degrés.

 

Lorsqu'un dessin indique AMS 5536 ou ASTM B435 et appelle Alloy X, HX ou UNS N06002, c'est la plaque qui y répond.Cette page couvre la structure des spécifications, la composition et les limites mécaniques qu'un certificat d'usine doit réellement respecter, les données physiques dont un concepteur a besoin, la fenêtre de traitement thermique, la limite feuille à plaque qui modifie les tolérances et les règles de fabrication qui décident si la pièce survit à son premier cycle thermique.

 

Deux familles de spécifications couvrent la même plaque, et leur portée n'est pas interchangeable :

Document	Portée	Qui l'utilise
AMS 5536 (rév. R, 2024)	Tôles, bandes et plaques, mises en solution traitées thermiquement, qualité aérospatiale	Primes aérospatiales, chaînes d’approvisionnement de turbines à gaz, défense
AMS 5754	Barres, pièces forgées et anneaux du même alliage et du même état	Mêmes clients, forme de produit différente
ASTM B435/ASME SB-435	Plaques, tôles et bandes pour service général et sous pression	Constructeurs de fours industriels, usine chimique, EPC
ASTMB572/B619/B622/B626	Tige, tube soudé, tube sans soudure, tube soudé	Où le devoir est tubulaire plutôt que plat
ASTMB366	Raccords	Paquets de tuyauterie

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AMS 5536 et B435 décrivent le même métal, dans le même état de traitement thermique, avec la même chimie nominale. La différence réside dans la couche administrative : AMS ajoute des exigences d'échantillonnage aérospatial, de contrôle de la vitesse de déformation dans les essais de traction, de pyrométrie et d'identification dont une commande industrielle générale n'a pas besoin et ne devrait pas payer. Si l'utilisateur final est un OEM de turbine, commandez l'AMS 5536. Si l'utilisateur final est un four ou une usine chimique, le B435 est suffisant et moins cher à certifier.

 

Composition, telle que l'écrit le cahier des charges

Les limites ci-dessous sont le tableau AMS 5536R. Le B435 se situe à quelques centièmes de pour cent sur les résidus et est fonctionnellement le même alliage. Les acheteurs ne devraient pas accepter un certificat qui indique uniquement des valeurs typiques pour le carbone, car le carbone est l'élément qui contrôle à la fois le comportement au fluage et la fragilisation à long terme.

 

Élément	Min. (%)	Maximum (%)	Fonction dans l'alliage
Ni	équilibre	-	Matrice austénitique, ténacité, stabilité de phase
Cr	20.50	23.00	Cr2O3échelle - la résistance à l'oxydation
Fe	17.00	20.00	Maîtrise des coûts, bilan de dilatation thermique
Mo	8.00	10.00	Renforceur principal en solution solide
Co	0.50	2.50	Renforcement supplémentaire en solution solide
W	0.20	1.00	Contribution au fluage à haute température
C	0.05	0.15	Carbures limites de grains ; compromis entre fluage et ductilité
Mn	-	1.00	Désoxydation, contrôle résiduel
Si	-	1.00	Fondre la pratique résiduelle
Al	-	0.50	Résiduel; pas un ajout qui durcit avec le vieillissement
Ti	-	0.15	Résiduel seulement
B	-	0.010	Renforcement des limites des grains à l'état de trace
Cu	-	0.50	Résiduel
P / S	-	0.040 / 0.030	Limites résiduelles

 

Deux conséquences pratiques découlent de ce tableau. Premièrement, c'est unalliage en solution solide, pas à durcissement par précipitation. Il n’y a pas d’étape de vieillissement, pas de ″, pas de cycle solution-plus-âge. Il ne peut pas être renforcé par traitement thermique comme le font le 718 ou l'A286, c'est exactement pourquoi il se soude et se forme sans fissuration due au vieillissement. Deuxièmement, les 17 à 20 % de fer sont ce qui le différencie commercialement du 625 : environ la moitié du molybdène, pas de niobium et du fer au lieu d'une matrice entièrement à base de nickel, c'est pourquoi le prix des plaques X est généralement bien inférieur à celui des plaques 625 à épaisseur égale.

 

Limites mécaniques et ce que montre un certificat d'usine

L'AMS 5536 exige, à l'état de mise en solution et de traitement thermique, à température ambiante :

Propriété	ksi	MPa	Note
Résistance à la traction, min	100	690	Spécification minimale
Limite d'élasticité, décalage de 0,2 %, min	45	310	Spécification minimale
Allongement en 2 po, min	-	35%	Plancher de ductilité

 

Les plaques typiques traitées avec une solution s'étendent considérablement au-dessus de ces sols. Valeurs représentatives des données de l'usine et du producteur :

Température d'essai	Rendement de 0,2 % (MPa)	Traction (MPa)	Allongement (%)
21 degrés (70 degrés F)	340	760	48.9
538 degrés (1 000 degrés F)	224	604	60.2
649 degrés (1 200 degrés F)	212	558	63.5
760 degrés (1 400 degrés F)	218	421	74.5
871 degrés (1 600 degrés F)	189	255	98.1
982 degrés (1 800 degrés F)	94	138	98.1
1 093 degrés (2 000 degrés F)	45	72	95.3

 

Lisez attentivement la colonne de rendement. Entre 649 degrés et 760 degrés, la limite d'élasticité est essentiellement plate, puis s'effondre au-dessus de 871 degrés. Ce n’est pas un défaut ; c'est la signature d'un alliage en solution solide sans réserve de précipitation. La conception au-dessus d'environ 900 degrés doit être régie par les données de rupture par fluage et le tableau des contraintes admissibles, et non par une valeur de traction, car l'essai de traction ne décrit plus ce que fait la pièce sous une charge soutenue.

 

Propriétés physiques

Propriété	Valeur
Densité	8,22 g/cm³ (0,297 lb/po³)
Plage de fusion	1 260 à 1 355 degrés (2 300 à 2 470 degrés F)
Module d'élasticité, température ambiante	205 GPa (29,8 × 10&sup6; psi)
Expansion thermique, 25-93 degrés	13.9 × 10-6/ degré
Expansion thermique, 20-538 degrés	15.1 × 10-6/ degré
Expansion thermique, 26-982 degrés	16.6 × 10-6/ degré
Conductivité thermique, température ambiante	9.1 W/(m·K)
Conductivité thermique, 593 degrés	20.8 W/(m·K)
Dureté, plaque, solution traitée	87 HRB typique
Granulométrie, plaque, typique	ASTM 3.5-6
Réponse magnétique	Paramagnétique, entièrement austénitique

 

La faible conductivité thermique est le chiffre qui retient les fabricants. À 9,1 W/(m·K), cet alliage conduit la chaleur à environ un cinquième du taux de l'acier au carbone, de sorte que la chaleur reste dans le bain de soudure et dans la zone affectée par la chaleur. Les procédures de soudage écrites pour l'acier inoxydable, avec l'apport de chaleur de l'acier inoxydable et les limites entre passes de l'acier inoxydable, entraîneront une surchauffe de cet alliage. Les préparations de rainures nécessitent également plus de dégagement des racines qu'une procédure en acier inoxydable n'en utiliserait pour obtenir une pénétration complète.

 

La limite feuille à plaque à 4,76 mm

L'AMS 5536 couvre les feuilles, les bandes et les plaques dans un seul document, mais le régime de tolérance change au niveau de la ligne feuille/plaque : la feuille mesure jusqu'à 0,1874 po (4,76 mm) inclus, la plaque mesure 0,1875 po (4,76 mm) et plus. La même logique de frontière apparaît généralement dans les normes sur les plaques de nickel. Deux choses s’ensuivent pour un acheteur :

 

• Un article de 4,5 mm et un article de 5 mm ne sont pas le même produit même si les deux sont en « Alliage X ». La tolérance d'épaisseur, la tolérance de cambrure et l'état des bords sont régis par des clauses différentes.
• Si un dessin demande exactement 4,76 mm, confirmez auprès de l'usine s'il sera laminé sous forme de feuille ou de plaque avant de proposer un devis, car l'échelon de prix à cette limite est réel.

 

Traitement thermique : la fenêtre est étroite et ce n'est pas optionnel

Le produit corroyé est fourni en solution traitée thermiquement, sauf indication contraire dans la commande. La pratique standard est de retenir1 175 à 1 205 degrés (2 150 à 2 200 degrés F)suivi d'un refroidissement rapide - trempe à l'eau ou à l'air rapide pour les sections minces, avec un matériau recuit brillant refroidi à l'hydrogène.

 

Le recuit en dessous de la température de la solution est l'erreur qui ruine silencieusement la plaque. Entre environ 650 degrés et 982 degrés, cet alliage précipite des phases secondaires, et ces phases augmentent la résistance à température ambiante tout en supprimant la ductilité. Une plaque recuite à 1 050 degrés parce que le four n’a pas pu atteindre 1 180 degrés passera un test de traction et échouera à un test de pliage, et sera fragile en service. Toute pièce travaillée à chaud ou à froid doit être remise en solution et rapidement refroidie avant d'entrer dans le four.

 

Soudage et rôle de la zone affectée par la chaleur

Cet alliage a une excellente soudabilité pour un superalliage, et la raison est structurelle : comme il ne durcit pas avec le vieillissement, il ne peut pas subir de fissuration due au vieillissement pendant le cycle thermique de soudure. C'est ce qui en fait le choix par défaut pour les assemblages de tôles complexes à plusieurs passages tels que les revêtements de chambre de combustion et les conduits de transition.

Paramètre	Pratique
Processus	GTAW primaire ; GMAW pour les sections plus lourdes ; PAW et EBW pour les joints aérospatiaux ; soudage par résistance pour tôles fines
Métal d'apport	Charge correspondante ERNiCrMo-2 (fil AMS 5798) ; ERNiCrMo-3 acceptable pour de nombreuses articulations
Préchauffer	Non requis ; la température de l'atelier est la spécification habituelle
Température entre passes	En dessous de 93 degrés (200 degrés F)
Traitement thermique après soudage	Généralement non requis ; recuit de mise en solution à 1 175 degrés pour un service sévère, ou soulagement des contraintes à 871 degrés pendant une heure sur les grandes fabrications complexes
Soudage à l'arc submergé	Non recommandé : un apport de chaleur élevé et un refroidissement lent augmentent la retenue et favorisent la fissuration

 

Deux modes de défaillance appartiennent à la zone affectée thermiquement plutôt qu'au métal fondu. Le premier est la microfissuration due à un apport de chaleur excessif, c'est pourquoi le contrôle de la température entre les passes est plus important ici que sur l'acier inoxydable.

 

La seconde est la fragilisation à long terme : le service dans la bande de 650 à 870 degrés précipite les phases de limite des grains, et l'énergie d'impact Charpy passe d'environ 73 J dans l'état traité en solution à environ 12 J après 168 heures à 816 degrés. La pièce ne se fissure pas en service à température ; il se fissure lors d'un démarrage à froid, d'un arrêt, ou d'une opération de redressage ultérieur. Manipulez la plaque X à longue durée de vie comme un matériau cassant, et non comme la plaque ductile arrivée à l'entrée des marchandises.

 

Résistance à l’oxydation et à l’atmosphère : là où ce grade est effectivement spécifié

Le niveau de chrome produit un Cr tenace₂O₃une calamine qui résiste à l'écaillage, c'est pourquoi l'alliage est cité pour un service oxydant jusqu'à 1 204 degrés (2 204 degrés F) et pour une résistance utile jusqu'à environ 816-870 degrés. Au-delà de cette valeur, l'oxydation est toujours acceptable, mais la conception est régie par le fluage.

 

Son comportement dans les atmosphères de carburation et de nitruration est la partie ignorée par la plupart des pages concurrentes. Dans du coke de pétrole à 1 038 degrés, un échantillon d'acier inoxydable 309 a été entièrement pénétré en 100 heures, tandis que l'alliage X n'a ​​montré aucune profondeur de carburation mesurable. Dans une atmosphère d'hydrogène/azote/ammoniac à 593 degrés et 15 000 psi, l'épaisseur apparente de la couche de nitrure était de 0,01 mm contre 0,08 mm pour l'acier inoxydable 310, sans attaque intergranulaire ni rupture par courbure.

 

La limitation est également spécifique : ce grade estpasun alliage à corrosion humide. Il ne doit pas être commandé pour une immersion dans l'eau de mer, des saumures chlorées ou un service avec acide réducteur. Un alliage de nickel à 22 % de Cr et 9 % de Mo survivra à de nombreux flux acides, mais il n'a pas de niveau de molybdène comparable à C-276 ni de niobium pour correspondre à 625, et le spécifier pour une utilisation en chlorure humide est une mauvaise application qu'aucun certificat ne sauvera.

 

Comment il se compare aux alliages qu’il remplace habituellement

Grade	Plafond pratique en service oxydant	Force supérieure à 900 degrés	Corrosion humide	Coût relatif des plaques
Inox 310S / 310H	~1 050 à 1 150 degrés	Faible; l'entartrage et le fluage limitent la durée de vie	Modéré, aqueux uniquement	Base de référence pour l'acier inoxydable à haute température
Incoloy 800H / 800HT	~1 100 degrés	Modéré	Bon dans de nombreux flux aqueux	Sous l'alliage X
Inconel 625	~980 degrés	Inférieur au-dessus de 950 degrés	Excellent, chlorures et eau de mer	Au-dessus de l'alliage X
Hastelloy X	~1 204 degrés par intermittence	Le plus élevé des quatre dans ce groupe	Non destiné au chlorure humide	Milieu du groupe

 

Le modèle de substitution qui apparaît dans les projets réels : 800H est déclassé là où le devoir est de 900 à 1 000 degrés et la charge est modeste ; Le 310S est utilisé là où le coût domine et où la pièce a une forme simple résistante à la chaleur ; Le 625 est introduit lorsque la même pièce voit également des chlorures humides ou a besoin d'une résistance à température ambiante.

 

L'alliage X est spécifié lorsque la température est élevéeetla pièce est une structure en tôle formée et soudée soumise à une charge mécanique - le composant de la zone de combustion qui doit conserver sa forme au cours de milliers de cycles thermiques.

 

Notes de fabrication qui affectent la facture

• Formage à chaudnécessite que la pièce entière atteigne 1 177 degrés, et pas seulement la surface, avant la déformation. Les pièces chauffées uniquement en surface se fissurent au niveau du rayon extérieur.
• Formage à froidest pratique et le taux d'écrouissage est proche de celui de l'acier inoxydable austénitique, de sorte que l'outillage de presse existant est généralement transféré sans refonte.
• Usinagefonctionne à une vitesse de 40 à 80 pieds de surface par minute avec des inserts en carbure, un liquide de refroidissement par inondation et des inserts à râteau positif. L'usinage à sec durcit la surface et détruit la durée de vie de l'outil en quelques passes.
• CoupeIl est préférable de le réaliser au jet d'eau ou au plasma avec une marge de bord définie, car le bord coupé est une zone affectée par la chaleur qui peut devoir être habillée avant la mise en service de la pièce.
• Décapageaprès le soudage, il élimine la teinte thermique qui autrement deviendrait le site d'initiation de la décomposition du tartre au cours du premier cycle thermique.

 

Fonctions typiques pour lesquelles cette plaque est commandée

Matériel de combustion de turbine à gaz : conduits de transition, boîtiers et revêtements de chambre de combustion, barres de pulvérisation, supports de flamme, composants de post-combustion et de tuyau d'échappement. Intérieurs de fours industriels : rouleaux de four, plateaux, accessoires, moufles, cornues, tubes radiants, paniers de traitement thermique, meubles de four, écrans anti-radiation. Chimie et pétrochimie - grilles de support de catalyseurs, conduits haute température, supports de tubes de pyrolyse, composants de séchoir flash, récipients sous pression pour le service du gaz sulfureux.

 

Le dossier de service mérite d'être cité : les rouleaux de four de cet alliage étaient toujours en bon état après 8 700 heures à 1 177 degrés. C'est le genre de preuve qu'un constructeur de fours souhaite obtenir, et cela n'est possible que lorsque la plaque a été traitée en solution, que la soudure a été réalisée avec un enduit correspondant et que le tartre a pu se former proprement sans excursions de réduction répétées.

 

Que mettre sur le bon de commande

Élément de campagne	Quoi écrire	Pourquoi c'est important lors de la réception des marchandises
Norme et forme	AMS 5536R ou ASTM B435, plaque, solution traitée thermiquement	Détermine le pack de certification et la clause de tolérance
Numéro UNS	UNS N06002 (avec Alloy X / HX comme référence croisée)	Empêche la substitution par un Hastelloy de qualité corrosive
Base d'épaisseur	Nominal ou minimum, plus la classe de tolérance AMS 2262 applicable	Poids, prix et ajustement, tout bouge avec ce seul mot
Vérification de l'état	Température de mise en solution et méthode de refroidissement indiquées sur le certificat	La seule défense contre un recuit à basse température
Taille des grains	ASTM 3.5–6 si la durée de vie au fluage est prévue ; sinon omis	Une clause que personne ne vérifie ajoute un coût et aucune valeur
Essai	Analyse de traction et de produit ; UT selon ASME VIII lorsque le service sous pression s'applique ; PMI sur 100 % des pièces pour les tâches critiques	Risque de charge mixte sur une nuance qui ressemble à toutes les autres plaques de nickel
Surface	Laminé à chaud et décapé, ou recuit brillant, avec la classe de finition indiquée	Le transfert d'oxyde dans un four constitue une pénalité pour la durée de vie
Bordure et coupe	Cisaillé, coupé à la scie ou au jet d'eau, avec une tolérance définie pour les matériaux affectés par la chaleur	Les bords découpés au plasma ne sont pas des bords de préparation à la soudure

 

Le prix indicatif des tôles en 2026, hors stock Asie, s'élève à environ 35 à 85 USD par kilogramme en fonction de l'épaisseur, de la finition et du niveau de certification, avec des tôles fortes et certifiées pour l'aérospatiale à l'extrémité supérieure et des tôles industrielles standard vers l'extrémité inférieure. Considérez cela comme une bande et non comme une citation : les mouvements du nickel, du cobalt et du molybdène, ainsi que les programmes de laminage pour une nuance à faible volume, déplacent cet alliage plus que ne le font les listes publiées.

 

Huitong fournit des plaques et des feuilles Hastelloy X conformes aux normes AMS 5536 et ASTM B435 / ASME SB-435 d'une épaisseur de 3 mm à 60 mm, coupées sur mesure, avec certificats de test en usine, inspection par un tiers et PMI sur demande. Envoyez le dessin, la température de conception et l'atmosphère que verra la pièce, et la question de qualité répond généralement d'elle-même avant l'étape du devis.

 

 

 

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