Incoloy 800 vs Incoloy 800H

Quando gli ingegneri valutano le leghe di nichel-ferro-cromo resistenti alla corrosione per il servizio a temperature elevate, il confronto ricorrente è Incoloy 800 vs Incoloy 800H. Sebbene entrambe le leghe condividano la stessa chimica di base (Ni-Fe-Cr) e un'eccellente resistenza all'ossidazione, alla carburazione e alle atmosfere di nitrurazione, le differenze controllate di composizione e di trattamento termico che definiscono la 800H la rendono la scelta preferibile quando è richiesta una resistenza a lungo termine allo scorrimento e alla rottura da stress.

Differenze tra ncoloy 800 e 800H

Controllo chimico e microstruttura. La principale distinzione tra i materiali è il controllo del carbonio (e della relativa granulometria/trattamento termico). La lega 800 è specificata con una tolleranza di carbonio più ampia (fino a ~0,10% max), mentre Incoloy 800H è prodotto con una banda di carbonio più stretta (di solito ~0,05-0,10%) e una granulometria controllata per migliorare la resistenza a lungo termine alla temperatura. Questa chimica più stretta (e, per l'800HT, un ulteriore controllo di Al+Ti) aumenta la resistenza al creep e alla rottura da stress rispetto all'800 generico.

Comportamento meccanico. In pratica, l'800H presenta sollecitazioni ammissibili sostanzialmente più elevate nell'intervallo 600-900°C (≈1100-1650°F), perché è tipicamente ricotto in soluzione a temperature più elevate per produrre una struttura dei grani più grossolana e resistente al creep. Per impieghi a breve termine e a bassa temperatura (ad esempio, servizio al di sotto di ~600-650°C), lo standard 800 spesso fornisce una resistenza adeguata e una migliore duttilità/formabilità.

Fabbricazione e saldatura. Entrambe le leghe sono saldabili con i comuni processi di fusione, ma il carbonio controllato e la ricottura in soluzione richiesta dopo la lavorazione a caldo per l'800H/800HT implicano che le procedure di fabbricazione (procedura di saldatura, temperatura di interpass, trattamento post-saldatura) devono essere specificate per evitare la precipitazione dei carburi o l'infragilimento localizzato. L'800H richiede tipicamente una ricottura in soluzione e un rapido raffreddamento dopo la lavorazione a caldo per ottenere le proprietà di scorrimento previste.

Incoloy 800 vs 800H come scegliere

Selezione tra Incoloy 800 vs Incoloy 800H dovrebbe partire da tre input del progetto: (1) temperatura di servizio e ciclo di lavoro, (2) Requisiti di creep/sollecitazione-rottura, e (3) vincoli di fabbricazione.

1. Temperatura e durata del servizio. Se si prevede un servizio continuo al di sopra di ~650°C (≈1200°F) o se il pezzo è sottoposto a sollecitazioni di trazione sostenute a caldo, è consigliabile optare per l'800H/800HT per le sue proprietà superiori di resistenza alla rottura a lungo termine. Per esposizioni intermittenti o a temperature inferiori (<600-650°C), lo standard 800 può essere più economico e facile da formare.

2. Creep e sollecitazioni ammissibili. Quando i codici di progettazione o i dati sulla rottura per creep guidano la scelta del materiale (ad esempio, pigtail, tubi per reformer, tubi per surriscaldatori/riscaldatori, componenti a pressione), utilizzare le tabelle delle sollecitazioni ammissibili pubblicate per 800 e 800H e scegliere il grado che soddisfa la durata a lungo termine della rottura per creep con un margine. La chimica controllata dell'800H e la ricottura ad alta temperatura aumentano i valori di sollecitazione ammissibili nel regime ad alta temperatura.

3. Fabbricazione, saldatura e trattamento post-calore. Se è richiesta una formatura complessa o una lavorazione a freddo, o se la saldatura non può essere seguita da una ricottura in soluzione raccomandata, verificare se il processo di produzione può produrre e preservare la struttura dei grani e le proprietà meccaniche richieste. In molti casi, i pezzi prodotti con 800H devono essere ricotti in soluzione (di solito ~2050-2150°F / 1120-1177°C) e raffreddati rapidamente per soddisfare le specifiche.

Lista di controllo pratica per gli ingegneri

• Esaminare la temperatura massima di esercizio e il funzionamento continuo rispetto a quello ciclico.

• Controllare le tabelle di rottura per scorrimento (produttore / ASME, se applicabile) per la durata richiesta.

• Confermare se il trattamento termico post-fabbricazione (ricottura e tempra in soluzione) è fattibile.

• Considerare l'ambiente superficiale (carburazione, solfatazione, nitrurazione): tutti e tre i gradi resistono a questi fenomeni, ma le lunghe esposizioni ad alta temperatura favoriscono l'800H/800HT.

​Incoloy 800 vs 800H per alte temperature

Quando il criterio di selezione principale è la prestazione ad alta temperatura, il confronto diventa un compromesso tra prestazioni e costi di servizio.

• Fasce di temperatura. Pratica industriale e schede tecniche Incoloy 800 come adatto per molte applicazioni ad alta temperatura fino a circa 600-650°C (≈1100-1200°F), mentre Incoloy 800H/800HT sono specificate e trattate termicamente per mantenere una resistenza superiore a lungo termine a quella fascia e oltre, comunemente utilizzata fino a ~816°C (1500°F) e con un utilizzo consentito più elevato a seconda della durata di progetto e della variante di lega. Per un'altissima resistenza al creep, la 800HT (Al+Ti ristretto) è un ulteriore passo avanti rispetto alla 800H.

• Vita di scorrimento e margine di progettazione. Se l'applicazione richiede migliaia di ore a sollecitazioni e temperature elevate (serpentine di reforming, tubi per surriscaldatori, pigtail), il costo aggiuntivo e il trattamento termico speciale di 800H/800HT sono giustificati perché allungano notevolmente il tempo di guasto e riducono il rischio di rottura da stress. Al contrario, per i tubi radianti, gli elementi dei forni o i componenti per lo scambio di calore a basso utilizzo, la base 800 può essere la scelta più economica e performante.

• Attacco ambientale a temperatura. Tutti i gradi mostrano una buona resistenza all'ossidazione, alla carburazione e alla solfatazione grazie all'equilibrio Ni-Cr, ma lunghe esposizioni costanti in atmosfere di carburazione combinate con sollecitazioni di trazione favoriscono la chimica più stretta e la ricottura di 800H/800HT.

Domande e risposte correlate

Q1: L'Incoloy 800H è semplicemente una versione a più alto tenore di carbonio dell'800?
A1: Non solo carbonio più elevato: la 800H ha una banda di carbonio ristretta, una granulometria controllata e viene fornita con una ricottura in soluzione ad alta temperatura per ottenere una maggiore resistenza al creep e alla rottura da stress rispetto alla 800 generica.

D2: Posso saldare l'Incoloy 800H senza trattamento termico post-saldatura?
A2: La saldatura standard è possibile e la ricottura in soluzione post-saldatura non è sempre necessaria, ma per ottenere proprietà di scorrimento garantite dopo la fabbricazione, il materiale 800H/800HT viene solitamente fornito ricotto in soluzione e i pezzi lavorati a caldo vengono spesso ricotti secondo le specifiche del fornitore. Seguire le specifiche del fornitore e della procedura di saldatura.

D3: Quando è meglio scegliere l'800HT rispetto all'800H?
A3: Scegliete l'800HT quando avete bisogno di una resistenza allo scorrimento a lungo termine ancora più elevata e di una resistenza all'infragilimento in caso di servizio prolungato a temperature elevate - l'800HT ha un controllo più stretto di Al+Ti e C e un trattamento termico minimo richiesto per fornire queste prestazioni.