Incoloy 800 vs Incoloy 800H

Quando os engenheiros avaliam as ligas de níquel-ferro-crómio resistentes à corrosão para serviço a temperaturas elevadas, a comparação recorrente é Incoloy 800 vs Incoloy 800H. Embora ambas as ligas partilhem a mesma química de base (Ni-Fe-Cr) e uma excelente resistência à oxidação, à cementação e às atmosferas de nitruração, as diferenças controladas de composição e de tratamento térmico que definem a 800H tornam-na a escolha preferida quando é necessária uma resistência à fluência e à rutura por tensão a longo prazo.

Diferenças entre o ncoloy 800 e o 800H

Controlo químico e microestrutura. A principal distinção entre os materiais é o controlo do carbono (e do respetivo tamanho de grão/tratamento térmico). A liga 800 é especificada com uma tolerância de carbono mais alargada (até ~0,10% máx.), enquanto Incoloy 800H é fabricado com uma banda de carbono mais estreita (normalmente ~0,05-0,10%) e com um tamanho de grão controlado para melhorar a resistência a longo prazo à temperatura. Esta química mais apertada (e, no caso do 800HT, o controlo adicional de Al+Ti) aumenta a resistência à fluência e à rutura por tensão em comparação com o 800 genérico.

Comportamento mecânico. Na prática, o 800H apresenta tensões admissíveis substancialmente mais elevadas no intervalo de 600-900°C (≈1100-1650°F) porque é tipicamente recozido em solução a temperaturas mais elevadas para produzir uma estrutura de grão mais grosseira e resistente à fluência. Para utilizações a curto prazo e a temperaturas mais baixas (por exemplo, serviço abaixo de ~600-650°C), o padrão 800 proporciona frequentemente uma resistência adequada e uma melhor ductilidade/formabilidade.

Fabrico e soldadura. Ambas as ligas são soldáveis por processos de fusão comuns, mas o carbono controlado e o recozimento de solução pós-trabalho a quente necessário para 800H/800HT significam que os procedimentos de fabrico (procedimento de soldadura, temperatura de interpasse, manuseamento pós-soldadura) devem ser especificados para evitar a precipitação de carbonetos ou a fragilização localizada. O 800H normalmente requer recozimento em solução e resfriamento rápido após o trabalho a quente para atingir as propriedades de fluência projetadas.

Incoloy 800 vs 800H como escolher

Seleção entre Incoloy 800 vs Incoloy 800H deve partir de três elementos do projeto: (1) temperatura de serviço e ciclo de funcionamento, (2) requisitos de fluência/rutura por tensão, e (3) restrições de fabrico.

1. Temperatura e duração do serviço. Se for esperado um serviço contínuo acima de ~650°C (≈1200°F) ou se a peça sofrer tensão de tração sustentada enquanto estiver quente, opte pelo 800H/800HT devido às suas propriedades superiores de rutura por tensão a longo prazo. Para exposições intermitentes ou a temperaturas mais baixas (<600-650°C), o 800 padrão pode ser mais económico e mais fácil de moldar.

2. Fluência e tensão admissível. Quando os códigos de projeto ou os dados de rutura por fluência orientam a seleção do material (por exemplo, pigtails, tubagem de reformer, tubagem de superaquecedor/reaquecedor, componentes de suporte de pressão), utilize as tabelas de tensão admissível publicadas para o 800 vs 800H e escolha o grau que satisfaz a vida útil de rutura por tensão a longo prazo com margem. A química controlada do 800H e o recozimento a alta temperatura aumentam os valores de tensão admissíveis no regime de alta temperatura.

3. Fabrico, soldadura e pós-tratamento térmico. Se for necessária uma conformação complexa ou trabalho a frio, ou se a soldadura não puder ser seguida de uma solução de recozimento recomendada, verifique se o percurso de fabrico pode produzir e preservar a estrutura de grão e as propriedades mecânicas necessárias. Em muitos casos, as peças fabricadas a partir de 800H têm de ser recozidas em solução (normalmente ~2050-2150°F / 1120-1177°C) e rapidamente arrefecidas para cumprirem as especificações.

Lista de controlo prática para engenheiros

• Rever a temperatura máxima de funcionamento e o funcionamento contínuo versus cíclico.

• Verificar as tabelas de fluência-rutura (fabricante / ASME, se aplicável) quanto à vida útil necessária.

• Confirmar se é viável o tratamento térmico pós-fabrico (recozimento e arrefecimento em solução).

• Considerar o ambiente da superfície (cementação, sulfitação, nitretação) - as três classes resistem a estes factores, mas as exposições prolongadas a altas temperaturas favorecem o 800H/800HT.

​Incoloy 800 vs 800H para alta temperatura

Quando o principal critério de seleção é o desempenho a altas temperaturas, a comparação torna-se um compromisso entre o desempenho e o custo do serviço.

• Faixas de temperatura. A prática da indústria e as fichas de dados são colocadas Incoloy 800 como adequado para muitas aplicações de alta temperatura até cerca de 600-650°C (≈1100-1200°F), enquanto Incoloy 800H/800HT são especificados e tratados termicamente para manter uma resistência superior a longo prazo nessa gama e acima dela, normalmente utilizada até ~816°C (1500°F) e com uma utilização permitida superior, dependendo da vida útil do projeto e da variante da liga. Para uma resistência à fluência ultra-elevada, o 800HT (Al+Ti restrito) é um passo mais além do 800H.

• Vida útil de fluência e margem de projeto. Se a aplicação exigir milhares de horas a tensões e temperaturas elevadas (bobinas de reformer, tubos de superaquecimento, pigtails), o custo adicional e o tratamento térmico especial do 800H/800HT justificam-se porque prolongam substancialmente o tempo até à falha e reduzem o risco de rutura por tensão. Por outro lado, para tubos radiantes, elementos de fornos ou componentes de permuta de calor de menor exigência, a base 800 pode ser a escolha mais económica e eficaz.

• Ataque ambiental à temperatura. Todas as qualidades apresentam uma boa resistência à oxidação, à cementação e à sulfidação devido ao equilíbrio Ni-Cr, mas as longas exposições constantes em atmosferas de cementação combinadas com tensões de tração favorecem a química mais apertada e o recozimento do 800H/800HT.

Perguntas e respostas relacionadas

Q1: O Incoloy 800H é simplesmente uma versão com mais carbono do 800?
A1: Não é apenas um carbono mais elevado - o 800H tem uma banda de carbono restrita e um tamanho de grão controlado e é fornecido com uma solução de recozimento a alta temperatura para produzir uma maior resistência à fluência e à rutura por tensão em comparação com o 800 genérico.

Q2: Posso soldar Incoloy 800H sem tratamento térmico pós-soldadura?
A2: A soldadura padrão é possível e nem sempre é necessário um recozimento de solução pós-soldadura, mas para obter propriedades de fluência garantidas após o fabrico, o material 800H/800HT é normalmente fornecido recozido em solução e as peças trabalhadas a quente são frequentemente recozidas de acordo com as especificações do fornecedor. Siga as especificações do fornecedor/procedimento de soldadura.

P3: Quando é que devo escolher o 800HT em vez do 800H?
A3: Escolha o 800HT quando necessitar de uma resistência à fluência a longo prazo ainda mais elevada e de resistência à fragilização em serviço prolongado a temperaturas elevadas - o 800HT tem um controlo mais rigoroso do Al+Ti e do C e um tratamento térmico mínimo necessário para obter esse desempenho.