1. Какви са основните разлики в състава между Incoloy 800, 800H и 800HT и как те диктуват съответните им приложения?
Incoloy 800, 800H и 800HT са семейство сплави на никел-желязо-хром с отлична якост и устойчивост на окисляване при високи температури. Основната им разлика е в съдържанието на въглерод и термичната им обработка, които пряко контролират тяхната устойчивост на пълзене и разкъсване при високи-температури.
Incoloy 800 (UNS N08800) има стандартно въглеродно съдържание (0,03% максимум). Той е-закален в разтвор, осигурявайки добра обща устойчивост на корозия и средно висока-температурна якост. Обикновено се използва в тръби за топлообменник, технологични тръбопроводи и приспособления за карбуризиране, където температурите са повишени, но изключителната устойчивост на пълзене не е единственият критерий.
Incoloy 800H (UNS N08810) има по-високо контролирано съдържание на въглерод (0,05-0,10%). Това "H" означава високо съдържание на въглерод, което позволява образуването на стабилни карбидни утайки в структурата на зърната по време на работа, което значително повишава якостта на разкъсване при пълзене над приблизително 600°C (1112°F). Трябва да се доставя в състояние-загрято в разтвор с едър размер на зърното (ASTM №. 5 или по-груб), за да се оптимизират свойствата на пълзене. Приложенията включват високотемпературни производствени компоненти като лъчисти нагревателни тръби, реформаторни тръби и компоненти на пещи.
Incoloy 800HT (UNS N08811) също има обхват с високо съдържание на въглерод (0,06-0,10%), но добавя по-строг контрол върху съдържанието на алуминий и титан (Al+Ti ≥ 0,85%). Това специфично съотношение осигурява оптимална стабилизация срещу сенсибилизация (утаяване на хромен карбид по границите на зърната) и осигурява най-високата якост на разкъсване при пълзене от трите степени. Подобно на 800H, той се доставя в разтворено-закалено, едрозърнесто-състояние. Това е предпочитаният материал за най-взискателните високотемпературни приложения, като вътрешните компоненти на парни реформатори за метан и пещи за крекинг на етилен.
В обобщение, докато и трите предлагат сходна основна устойчивост на корозия, 800 е клас с общо-предназначение, 800H предлага подобрена якост на пълзене, а 800HT осигурява максималната гарантирана производителност при повишена температура.
2. Защо контролът на размера на зърното е критичен за Incoloy 800H и 800HT лист и как се постига?
За високотемпературни-сплави като 800H и 800HT едрият размер на зърното не е дефект, а съществена конструктивна характеристика. При работни температури над 600°C, деформацията възниква предимно чрез механизми на пълзене. Грубата зърнеста структура (обикновено ASTM 5 или по-груба) осигурява по-малко граници на зърното на единица обем. Тъй като границите на зърната са пътища за по-лесна дифузия и плъзгане при високи температури, намаляването на техния брой директно възпрепятства деформацията при пълзене и удължава живота на компонента при натоварване при температура.
Тази груба зърнеста структура се постига по време на термична обработка с отгряване на крайния разтвор. Листът се нагрява до температура над 1100°C (често около 1150-1200°C), при която сплавта става напълно аустенитна и всички карбиди се разтварят. Задържането при тази температура позволява на зърната да растат. След това материалът бързо се охлажда (закалява), за да "замрази" тази микроструктура и да предотврати повторното утаяване на карбиди, което иначе би изчерпало хрома от матрицата и би намалило устойчивостта на корозия. Спецификациите за доставка (напр. ASME SB-409) изрично изискват това загрято и едрозърнесто състояние за плочи и листови продукти 800H/HT.
3. В какви корозивни среди е особено ефективен листът от серия Incoloy 800 и къде трябва да се избягва?
Серията Incoloy 800 получава своята устойчивост на корозия от съдържанието на никел (~30-35%) и хром (~19-23%). Никелът осигурява устойчивост на редуциращи среди и хлоридно корозионно напукване (SCC), докато хромът осигурява устойчивост на окислителни условия и високотемпературно окисление/сулфидиране.
Ефективни среди:
Високо{0}}температурно окисляване: Образува защитен, прилепнал нагар от хромен оксид (Cr₂O₃), което го прави отличен за части на пещи и оборудване за термична обработка до ~1100°C във въздуха.
Атмосфери на карбуризиране и азотиране: Силно устойчив на метално прах и карбуризация, основна причина за използването му в нефтохимически реформинг и крекинг пещи.
Атмосфери,-съдържащи сяра: Добра устойчивост на сулфидиране, макар и не толкова добра, колкото сплавите с по-високо съдържание на никел.
Водна корозия: Добра обща устойчивост на неутрални и алкални соли, леки киселини и основи. Той се използва широко в ядрената енергетика за тръби на парогенератори поради добрите корозионни показатели във вода с висока-чистота.
Среди, които трябва да се избягват или да се използват с повишено внимание:
Силни редуциращи киселини: Слаба устойчивост на не-окисляващи киселини като солна (HCl) и сярна (H₂SO₄) при концентрирани, горещи условия.
Хлоридна питингова и пукнатинна корозия: Въпреки че е по-устойчива от стандартните неръждаеми стомани, тя не е имунизирана. В застояли води с високо-хлориди може да се получи питинг.
Горещ концентриран каустик (NaOH/KOH): Въпреки че е добър с разреден каустик, високите концентрации и температури могат да причинят корозионно напукване под напрежение; чистият никел или сплавите с по-високо съдържание на никел са по-добри.
4. Какви са основните съображения при производството при работа с ламарина от серия Incoloy 800?
Производството на лист Incoloy 800 изисква техники, подобни на аустенитните неръждаеми стомани, но с корекции за по-висока якост и степен на-работно втвърдяване.
Студена обработка: Работи-втвърдява се бързо. Процеси като огъване, срязване и щанцоване изискват повече мощност, отколкото за неръждаема стомана. Може да се наложи отгряване между тежките операции на формоване, за да се възстанови пластичността и да се предотврати напукване. Трябва да се избягват остри завои.
Гореща работа: Препоръчителният диапазон на гореща работа е 870-1200°C. Трябва да се нагрее равномерно и да се поддържа при температура преди коване или валцуване. Работата под 870°C може да доведе до прекомерно утаяване по границите на зърната и напукване.
Заваряване: Отлична заваряемост чрез обикновени техники (GTAW/TIG, GMAW/MIG, SMAW). Използвайте подходящи добавъчни метали от никелова-сплав (напр. ERNiCr-3 за 800/800H). За 800H/HT термичната обработка след{10}}заваряване обикновено не е необходима за повечето приложения, но е от решаващо значение да се контролира подаването на топлина, за да се избегне прекомерно нарастване на зърната в засегнатата от топлина зона (HAZ), което може да повлияе локално върху свойствата на пълзене.
Топлинна обработка: След всяка студена работа, която може да предизвика сенсибилизация или за облекчаване на напрежението, е необходимо пълно отгряване на разтвора (както е описано по-горе), последвано от бързо охлаждане.
5. Каква е производителността и цената на листа от серия Incoloy 800 в сравнение с обикновените неръждаеми стомани и сплави с по-високо съдържание на никел?
Серията Incoloy 800 заема стратегическо средно положение по отношение както на производителност, така и на цена.
спрямо стандартни неръждаеми стомани (напр. 304H, 316H): Сплавите Incoloy 800 имат значително по-висока -температурна якост (разкъсване при пълзене), по-добра устойчивост на окисление, карбуризация и сулфидиране. Те също така са по-устойчиви на напукване от хлоридна корозия. Те обаче са по-скъпи (2-4x) и имат по-високи нива на втвърдяване при работа, което прави производството по-предизвикателно. За приложения под ~650°C, където окисляването е слабо, неръждаемите стомани може да са достатъчни и по-икономични.
Срещу сплави с по-високо съдържание на никел (напр. Inconel 600/601, Alloy 617): Сплави като Inconel 600 предлагат по-добра устойчивост на хлоридна питинг и определени корозивни среди. Сплави 601 и 617 предлагат още по-висока температурна способност и здравина. Тези сплави обаче са значително по-скъпи (често 1,5-3 пъти цената на 800HT) поради по-високото съдържание на никел и/или кобалт. Серията Incoloy 800, особено 800HT, осигурява изключително съотношение-към-производителност за дългосрочно обслужване в диапазона 600-1000°C, поради което е работен кон в нефтохимическата промишленост и производството на енергия.
Следователно изборът на листове от серия Incoloy 800 често се ръководи от необходимостта от производителност отвъд възможностите на неръждаемата стомана, но когато екстремните (и скъпи) свойства на първокласните никел-хром или никел-хром-кобалтови сплави не са оправдани.
