Incoloy 800 vs Incoloy 800H

Lorsque les ingénieurs évaluent les alliages nickel-fer-chrome résistants à la corrosion pour les applications à haute température, la comparaison récurrente est la suivante Incoloy 800 vs Incoloy 800H. Bien que les deux alliages partagent la même chimie de base (Ni-Fe-Cr) et une excellente résistance à l'oxydation, à la cémentation et aux atmosphères de nitruration, les différences contrôlées de composition et de traitement thermique qui définissent le 800H en font le choix préféré lorsque la résistance au fluage et à la rupture sous contrainte à long terme est requise.

Différences entre le ncoloy 800 et le 800H

Contrôle chimique et microstructure. La principale distinction entre les matériaux est le contrôle du carbone (et de la taille des grains/du traitement thermique). L'alliage 800 est spécifié avec une plus grande quantité de carbone (jusqu'à ~0,10% max), alors que l'alliage 800 est spécifié avec une plus grande quantité de carbone. Incoloy 800H est fabriqué avec une bande de carbone plus étroite (généralement ~0,05-0,10%) et une taille de grain contrôlée pour améliorer la résistance à long terme à la température. Cette chimie plus serrée (et, pour le 800HT, un contrôle supplémentaire de Al+Ti) augmente la résistance au fluage et à la rupture sous contrainte par rapport au 800 générique.

Comportement mécanique. En pratique, le 800H présente des contraintes admissibles nettement plus élevées dans la plage 600-900°C (≈1100-1650°F) parce qu'il est généralement recuit par mise en solution à des températures plus élevées pour produire une structure de grain plus grossière et résistante au fluage. Pour des utilisations à court terme et à plus basse température (par exemple, service en dessous de ~600-650°C), le standard 800 offre souvent une résistance adéquate et une meilleure ductilité/formabilité.

Fabrication et soudage. Les deux alliages sont soudables par les procédés de fusion courants, mais le carbone contrôlé et le recuit de mise en solution nécessaire après le travail à chaud pour le 800H/800HT signifient que les procédures de fabrication (procédure de soudage, température d'interpassage, manipulation après le soudage) doivent être spécifiées pour éviter la précipitation de carbure ou la fragilisation localisée. Le 800H nécessite généralement un recuit de mise en solution et un refroidissement rapide après le travail à chaud pour obtenir les propriétés de fluage prévues.

Incoloy 800 ou 800H : comment choisir ?

Sélection entre Incoloy 800 vs Incoloy 800H devrait partir de trois éléments de projet : (1) température de service et cycle d'utilisation, (2) exigences en matière de fluage/contrainte/rupture, et (3) contraintes de fabrication.

1. Température et durée de service. Si un service continu est prévu au-dessus de ~650°C (≈1200°F) ou si la pièce subit une contrainte de traction soutenue à chaud, privilégiez le 800H/800HT pour ses propriétés supérieures de rupture sous contrainte à long terme. Pour des expositions intermittentes ou à des températures plus basses (<600-650°C), le standard 800 peut être plus économique et plus facile à mettre en forme.

2. Fluage et contraintes admissibles. Lorsque les codes de conception ou les données de fluage-rupture déterminent le choix du matériau (par exemple, queues de cochon, tubes de reformeur, tubes de surchauffeur/réchauffeur, composants sous pression), utilisez les tableaux de contraintes admissibles publiés pour 800 par rapport à 800H et choisissez la nuance qui répond à la durée de vie à long terme de la contrainte-rupture avec une marge. La chimie contrôlée du 800H et le recuit à haute température augmentent les valeurs de contraintes admissibles dans le régime de haute température.

3. Fabrication, soudage et traitement post-chauffe. Si un formage complexe ou un travail à froid est nécessaire, ou si le soudage ne peut être suivi d'un recuit de mise en solution recommandé, vérifiez si le procédé de fabrication peut produire et préserver la structure de grain et les propriétés mécaniques requises. Dans de nombreux cas, les pièces fabriquées à partir de 800H doivent être recuites en solution (généralement ~2050-2150°F / 1120-1177°C) et refroidies rapidement pour répondre aux spécifications.

Liste de contrôle pratique pour les ingénieurs

• Examinez la température maximale de fonctionnement et la différence entre le fonctionnement continu et le fonctionnement cyclique.

• Vérifier les tables de fluage-rupture (fabricant / ASME le cas échéant) pour la durée de vie requise.

• Confirmer si un traitement thermique post-fabrication (recuit de mise en solution et trempe) est possible.

• Tenir compte de l'environnement de la surface (cémentation, sulfuration, nitruration) - les trois qualités résistent à ces phénomènes, mais les expositions prolongées à haute température favorisent le 800H/800HT.

​Incoloy 800 vs 800H pour les hautes températures

Lorsque le principal critère de sélection est la performance à haute température, la comparaison devient un compromis entre la performance et le coût du service.

• Bandes de température. Pratiques industrielles et fiches techniques Incoloy 800 comme convenant à de nombreuses applications à haute température jusqu'à environ 600-650°C (≈1100-1200°F), tandis que les Incoloy 800H/800HT sont spécifiés et traités thermiquement pour conserver une résistance à long terme supérieure à cette bande et au-delà, couramment utilisée jusqu'à ~816°C (1500°F) et avec une utilisation autorisée plus élevée en fonction de la durée de vie et de la variante de l'alliage. Pour une résistance au fluage très élevée, le 800HT (Al+Ti restreint) est une étape supplémentaire par rapport au 800H.

• Durée de vie du fluage et marge de conception. Si l'application exige des milliers d'heures à des contraintes et des températures élevées (serpentins de reformeur, tubes de surchauffeur, queues de cochon), le coût supplémentaire et le traitement thermique spécial des 800H/800HT sont justifiés parce qu'ils prolongent sensiblement la durée de vie et réduisent le risque de rupture sous contrainte. Inversement, pour les tubes radiants, les éléments de four ou les composants d'échange de chaleur moins sollicités, la base 800 peut être un choix économique et performant.

• Attaque environnementale à la température. Toutes les nuances présentent une bonne résistance à l'oxydation, à la cémentation et à la sulfuration grâce à l'équilibre Ni-Cr, mais les longues expositions régulières dans des atmosphères de cémentation combinées à des contraintes de traction favorisent la chimie plus serrée et le recuit des 800H/800HT.

Questions et réponses connexes

Q1 : L'Incoloy 800H est-il simplement une version plus riche en carbone de l'Incoloy 800 ?
A1 : Il ne s'agit pas simplement d'un carbone plus élevé - 800H a une bande de carbone restreinte, une taille de grain contrôlée et est fourni avec un recuit de mise en solution à haute température pour améliorer la résistance au fluage et à la rupture sous contrainte par rapport à l'acier 800 générique.

Q2 : Puis-je souder de l'Incoloy 800H sans traitement thermique après soudage ?
A2 : Le soudage standard est possible et un recuit de mise en solution après soudage n'est pas toujours nécessaire, mais pour obtenir des propriétés de fluage garanties après fabrication, les matériaux 800H/800HT sont généralement livrés recuits de mise en solution et les pièces travaillées à chaud sont souvent recuites selon les spécifications du fournisseur. Suivre les spécifications du fournisseur/de la procédure de soudage.

Q3 : Quand devrais-je choisir 800HT plutôt que 800H ?
A3 : Choisissez le 800HT lorsque vous avez besoin d'une résistance au fluage à long terme encore plus élevée et d'une résistance à la fragilisation dans le cadre d'un service prolongé à des températures élevées - le 800HT a un contrôle plus strict de l'Al+Ti et du C et un traitement thermique minimum requis pour obtenir cette performance.