Incoloy 800 gegenüber Incoloy 800H

Wenn Ingenieure korrosionsbeständige Nickel-Eisen-Chrom-Legierungen für den Einsatz bei hohen Temperaturen bewerten, lautet der Vergleich immer wieder Incoloy 800 gegenüber Incoloy 800H. Obwohl beide Legierungen die gleiche Grundchemie (Ni-Fe-Cr) und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Oxidation, Aufkohlung und Nitrieratmosphäre aufweisen, ist 800H aufgrund der kontrollierten Unterschiede in der Zusammensetzung und Wärmebehandlung die bevorzugte Wahl, wenn langfristige Kriech- und Spannungsbruchbeständigkeit erforderlich ist.

Unterschiede zwischen ncoloy 800 und 800H

Chemische Kontrolle und Mikrostruktur. Der Hauptunterschied zwischen den Werkstoffen ist die Kontrolle des Kohlenstoffgehalts (und der damit verbundenen Korngröße/Wärmebehandlung). Die Legierung 800 ist mit einem größeren Kohlenstoffanteil spezifiziert (bis zu ~0,10% max), während Incoloy 800H wird mit einem engeren Kohlenstoffband (in der Regel ~0,05-0,10%) und kontrollierter Korngröße hergestellt, um die Langzeitfestigkeit bei Temperatur zu verbessern. Diese engere chemische Zusammensetzung (und bei 800HT die zusätzliche Kontrolle von Al+Ti) erhöht die Kriech- und Spannungsbruchfestigkeit im Vergleich zu herkömmlichem 800.

Mechanisches Verhalten. In der Praxis weist 800H wesentlich höhere zulässige Spannungen im Bereich von 600-900°C (≈1100-1650°F) auf, da es in der Regel bei höheren Temperaturen lösungsgeglüht wird, um ein gröberes, kriechfestes Korngefüge zu erzeugen. Für kurzfristige Anwendungen bei niedrigeren Temperaturen (z. B. bei Temperaturen unter ~600-650 °C) bietet der Standard 800 oft eine ausreichende Festigkeit und eine bessere Duktilität/Verformbarkeit.

Fabrikation und Schweißen. Beide Legierungen lassen sich mit den üblichen Schmelzverfahren schweißen, aber der kontrollierte Kohlenstoffgehalt und das erforderliche Lösungsglühen nach der Warmumformung bei 800H/800HT bedeuten, dass die Herstellungsverfahren (Schweißverfahren, Zwischenlagentemperatur, Handhabung nach dem Schweißen) spezifiziert werden müssen, um Karbidausscheidungen oder örtliche Versprödung zu vermeiden. 800H erfordert in der Regel ein Lösungsglühen und eine schnelle Abkühlung nach der Warmumformung, um die vorgesehenen Kriecheigenschaften zu erreichen.

Incoloy 800 vs. 800H, wie man sich entscheidet

Auswählen zwischen Incoloy 800 gegenüber Incoloy 800H sollte von drei Projektinputs ausgehen: (1) Betriebstemperatur und Arbeitszyklus, (2) Kriech-/Spannungsbruchanforderungen, und (3) Fabrikationseinschränkungen.

1. Betriebstemperatur und -dauer. Wenn ein kontinuierlicher Einsatz bei Temperaturen über ~650°C (≈1200°F) zu erwarten ist oder wenn das Teil im heißen Zustand einer anhaltenden Zugbelastung ausgesetzt ist, sollten Sie sich für 800H/800HT entscheiden, da dieses Material bessere Langzeit-Spannungsbrucheigenschaften aufweist. Für intermittierende oder niedrigere Temperaturen (<600-650°C) kann der Standard 800 wirtschaftlicher und einfacher zu formen sein.

2. Kriechen und zulässige Spannung. Wenn Konstruktionsvorschriften oder Kriechbruchdaten die Materialauswahl bestimmen (z. B. Pigtails, Reformerrohre, Überhitzer-/Wiedererhitzerrohre, drucktragende Komponenten), verwenden Sie die veröffentlichten Tabellen mit den zulässigen Spannungen für 800 bzw. 800H und wählen Sie die Sorte, die die Langzeit-Spannungsbruchfestigkeit mit Spielraum erfüllt. Die kontrollierte Chemie von 800H und die Hochtemperaturglühung erhöhen die zulässigen Spannungswerte im Hochtemperaturbereich.

3. Herstellung, Schweißen und Wärmebehandlung. Wenn eine komplexe Umformung oder Kaltverformung erforderlich ist oder wenn nach dem Schweißen kein empfohlenes Lösungsglühen durchgeführt werden kann, ist zu prüfen, ob der Herstellungsweg das erforderliche Korngefüge und die mechanischen Eigenschaften erzeugen und erhalten kann. In vielen Fällen müssen aus 800H hergestellte Teile lösungsgeglüht (in der Regel bei ~2050-2150°F / 1120-1177°C) und schnell abgekühlt werden, um die Spezifikationen zu erfüllen.

Praktische Checkliste für Ingenieure

• Überprüfen Sie die maximale Betriebstemperatur und den Dauerbetrieb im Vergleich zum zyklischen Betrieb.

• Prüfen Sie die Kriechbruchtabellen (Hersteller / ASME, wo zutreffend) für die erforderliche Lebensdauer.

• Bestätigen Sie, ob eine Wärmebehandlung nach der Fertigung (Lösungsglühen und Abschrecken) möglich ist.

• Berücksichtigen Sie die Oberflächenumgebung (Aufkohlung, Sulfidierung, Nitrierung) - alle drei Sorten sind beständig gegen diese Einflüsse, aber lange Expositionen bei hohen Temperaturen begünstigen 800H/800HT.

​Incoloy 800 vs. 800H für hohe Temperaturen

Wenn das wichtigste Auswahlkriterium die Hochtemperaturleistung ist, wird der Vergleich zu einem Kompromiss zwischen Leistung und Kosten.

• Temperaturbereiche. Industriepraxis und Datenblätter platzieren Incoloy 800 als geeignet für viele Hochtemperaturanwendungen bis zu etwa 600-650°C (≈1100-1200°F), während Incoloy 800H/800HT werden so spezifiziert und wärmebehandelt, dass sie eine überragende Langzeitfestigkeit bei und oberhalb dieses Bandes erhalten. Sie werden üblicherweise bis zu ~816°C (1500°F) verwendet, wobei die zulässige Einsatzdauer je nach Auslegungslebensdauer und Legierungsvariante höher ist. Für ultrahohe Kriechfestigkeit ist 800HT (eingeschränktes Al+Ti) ein weiterer Schritt über 800H hinaus.

• Kriechlebensdauer und Gestaltungsspielraum. Wenn die Anwendung Tausende von Stunden bei erhöhter Belastung und Temperatur erfordert (Reformerspulen, Überhitzerrohre, Pigtails), sind die zusätzlichen Kosten und die spezielle Wärmebehandlung von 800H/800HT gerechtfertigt, da sie die Zeit bis zum Ausfall erheblich verlängern und das Risiko eines Spannungsbruchs verringern. Für Strahlungsrohre, Ofenelemente oder Wärmetauscherkomponenten mit geringerer Beanspruchung kann hingegen die Basis 800 die wirtschaftliche und leistungsfähige Wahl sein.

• Umweltangriff bei Temperatur. Alle Sorten weisen aufgrund des Ni-Cr-Gleichgewichts eine gute Oxidations-, Aufkohlungs- und Sulfidierungsbeständigkeit auf, aber lange, gleichmäßige Expositionen in aufkohlenden Atmosphären in Verbindung mit Zugspannungen begünstigen die engere Chemie und das Glühen von 800H/800HT.

Verwandte Fragen und Antworten

F1: Ist Incoloy 800H einfach eine kohlenstoffreichere Version von 800?
A1: Nicht nur ein höherer Kohlenstoffgehalt - 800H hat ein begrenztes Kohlenstoffband und eine kontrollierte Korngröße und wird mit einer Hochtemperatur-Lösungsglühung geliefert, um eine verbesserte Kriech- und Spannungsbruchbeständigkeit im Vergleich zu herkömmlichem 800 zu erreichen.

F2: Kann ich Incoloy 800H ohne Wärmebehandlung nach dem Schweißen schweißen?
A2: Standardschweißen ist möglich, und ein Lösungsglühen nach dem Schweißen ist nicht immer erforderlich. Um jedoch garantierte Kriecheigenschaften nach der Fertigung zu erzielen, wird 800H/800HT-Material in der Regel lösungsgeglüht geliefert, und warmgefertigte Teile werden häufig gemäß den Spezifikationen des Lieferanten erneut geglüht. Beachten Sie die Spezifikationen des Lieferanten/Schweißverfahrens.

F3: Wann sollte ich 800HT gegenüber 800H vorziehen?
A3: Entscheiden Sie sich für 800HT, wenn Sie eine noch höhere Langzeit-Kriechfestigkeit und Beständigkeit gegen Versprödung bei längerem Einsatz bei erhöhten Temperaturen benötigen. 800HT verfügt über eine engere Al+Ti- und C-Kontrolle und eine erforderliche Mindestwärmebehandlung, um diese Leistung zu erzielen.