Когда инженеры оценивают коррозионно-стойкие никель-железо-хромовые сплавы для работы при повышенных температурах, то постоянно сравнивают их между собой Инколой 800 против Инколой 800H. Хотя оба сплава имеют одинаковую основу (Ni-Fe-Cr) и превосходную стойкость к окислению, науглероживанию и азотированию, контролируемые различия в составе и термообработке, которые определяют 800H, делают его предпочтительным выбором там, где требуется длительное сопротивление ползучести и разрушению под напряжением.
Различия между ncoloy 800 и 800H
Химический контроль и микроструктура. Основное различие между материалами заключается в контроле углерода (и связанного с ним размера зерна/термообработки). Сплав 800 имеет более широкий допуск по углероду (до ~0,10% макс.), в то время как Инколой 800H изготавливается с более плотной углеродной группой (обычно ~0,05-0,10%) и контролируемым размером зерна для повышения долговременной прочности при температуре. Этот более плотный химический состав (и, для 800HT, дополнительный контроль Al+Ti) увеличивает сопротивление ползучести и разрушению под напряжением по сравнению с обычным 800.
Механическое поведение. На практике 800H демонстрирует значительно более высокие допустимые напряжения в диапазоне 600-900°C (≈1100-1650°F), поскольку обычно отжигается в растворе при более высоких температурах для получения более грубой, устойчивой к ползучести зернистой структуры. Для краткосрочного использования при более низких температурах (например, при эксплуатации при температурах ниже ~600-650°C) стандарт 800 часто обеспечивает достаточную прочность и лучшую пластичность/формоустойчивость.
Изготовление и сварка. Оба сплава свариваются обычными способами плавления, но контролируемый углерод и требуемый отжиг раствора после горячей обработки для 800H/800HT означает, что процедуры изготовления (процедура сварки, температура промежуточного слоя, обработка после сварки) должны быть определены, чтобы избежать выпадения карбидов или локального охрупчивания. 800H обычно требует отжига в растворе и быстрого охлаждения после горячей обработки для достижения проектных свойств ползучести.
Инколой 800 против 800H, как выбрать
Выбор между Инколой 800 против Инколой 800H должна начинаться с трех исходных данных проекта: (1) рабочая температура и рабочий цикл, (2) требования к ползучести/напряжению и разрушению, и (3) производственные ограничения.
-
Температура и продолжительность эксплуатации. Если предполагается длительная эксплуатация при температурах выше ~650°C (≈1200°F) или если деталь испытывает длительное растягивающее напряжение в горячем состоянии, отдайте предпочтение 800H/800HT за их более высокие свойства долговременного разрушения под напряжением. Для периодических или низкотемпературных воздействий (<600-650°C) стандарт 800 может быть более экономичным и простым в формовании.
-
Ползучесть и допустимые напряжения. Если при выборе материала (например, пигтейлы, трубы риформинга, трубы перегревателя/регенератора, компоненты, работающие под давлением) руководствуются проектными нормами или данными о разрушении при ползучести, используйте опубликованные таблицы допустимых напряжений для 800 и 800H и выбирайте марку, которая с запасом соответствует долгосрочному сроку службы при разрушении при напряжении. Контролируемый химический состав 800H и высокотемпературный отжиг повышают допустимые значения напряжений в высокотемпературном режиме.
-
Изготовление, сварка и последующая термическая обработка. Если требуется сложная формовка или холодная обработка, или если за сваркой не может следовать рекомендуемый отжиг в растворе, проверьте, может ли производственный маршрут обеспечить получение и сохранение требуемой зернистой структуры и механических свойств. Во многих случаях детали, изготовленные из 800H, должны быть отожжены в растворе (обычно ~2050-2150°F / 1120-1177°C) и быстро охлаждены, чтобы соответствовать спецификации.
Практический контрольный список для инженеров
-
Изучите максимальную рабочую температуру и соотношение непрерывной и циклической работы.
-
Проверьте таблицы ползучести и разрушения (производитель / ASME, если применимо) на предмет требуемого срока службы.
-
Убедитесь в целесообразности термической обработки после изготовления (отжиг в растворе и закалка).
-
Учитывайте воздействие на поверхность (науглероживание, сульфидирование, азотирование) - все три марки устойчивы к ним, но длительное воздействие при высокой температуре благоприятствует 800H/800HT.
Инколой 800 в сравнении с 800H для высоких температур
Когда ключевым критерием выбора является высокотемпературная производительность, сравнение становится компромиссом между производительностью и стоимостью обслуживания.
-
Температурные диапазоны. Отраслевая практика и технические паспорта Инколой 800 подходит для многих высокотемпературных применений вплоть до примерно 600-650°C (≈1100-1200°F), в то время как Инколой 800H/800HT указаны и термически обработаны для сохранения превосходной долговременной прочности на уровне и выше этого диапазона, обычно используемого до ~816°C (1500°F) и с допустимым использованием выше в зависимости от расчетного срока службы и варианта сплава. Для сверхвысокого сопротивления ползучести 800HT (ограниченный Al+Ti) - это еще один шаг за пределы 800H.
-
Срок службы при ползучести и расчетный запас. Если применение требует тысяч часов работы при повышенных нагрузках и температурах (змеевики риформера, трубы пароперегревателя, пигтейлы), дополнительные затраты и специальная термообработка 800H/800HT оправданы, поскольку они существенно увеличивают время до отказа и снижают риск разрушения под напряжением. И наоборот, для лучистых трубок, элементов печей или теплообменных компонентов, не требующих больших нагрузок, базовый 800 может быть экономичным и эффективным выбором.
-
Воздействие окружающей среды при температуре. Все марки демонстрируют хорошую устойчивость к окислению, науглероживанию и сульфидированию благодаря балансу Ni-Cr, но длительное постоянное воздействие науглероживающей атмосферы в сочетании с растягивающими нагрузками благоприятствует более жесткому химическому составу и отжигу 800H/800HT.
Связанные вопросы и ответы
Вопрос 1: Является ли Incoloy 800H просто более высокоуглеродистой версией 800?
A1: Не просто более высокий уровень углерода - 800H имеет ограниченную полосу углерода и контролируемый размер зерна, а также поставляется с высокотемпературным отжигом в растворе для повышения сопротивления ползучести и разрушению под напряжением по сравнению с обычным 800.
Вопрос 2: Можно ли сваривать Incoloy 800H без послесварочной термообработки?
A2: Возможна стандартная сварка, и отжиг в растворе после сварки не всегда требуется, но для обеспечения гарантированных свойств ползучести после изготовления материал 800H/800HT обычно поставляется отожженным в растворе, а горячеобработанные детали часто подвергаются повторному отжигу в соответствии со спецификациями поставщика. Следуйте спецификациям поставщика/процедуре сварки.
Вопрос 3: Когда следует выбирать 800HT вместо 800H?
A3: Выбирайте 800HT, если вам нужна еще более высокая долговременная прочность при ползучести и устойчивость к охрупчиванию при длительной эксплуатации при повышенных температурах - 800HT имеет более жесткий контроль Al+Ti и C и требует минимальной термической обработки для обеспечения таких характеристик.
