Инколой 800 (UNS N08800),Инколой 800H(N08810) и Incoloy 800HT (UNS N08811) — три сплава, принадлежащие к семейству Incoloy. Эти три сплава очень похожи, лишь незначительно различаясь по содержанию углерода, алюминия и титана. В этой статье они будут проанализированы на основе их свойств, различий в процессах термообработки и применимых сценариев.
В чем разница между Incoloy 800, 800H и 800HT?
I.Содержание хрома в сплаве Incoloy 800 обычно составляет от 15% до 25%, а содержание никеля — от 30% до 45% с добавлением небольших количеств алюминия и титана. При быстром охлаждении от высоких температур сплав 800 остается в однофазной аустенитной области; следовательно, его микроструктура в эксплуатационном состоянии состоит из одной аустенитной фазы. Благодаря высокому содержанию хрома и достаточному содержанию никеля этот сплав демонстрирует превосходную стойкость к высокотемпературной коррозии и широко используется в различных отраслях промышленности.
II.По сравнению со сплавом 800, Incoloy 800H обеспечивает повышенную стойкость к окислению, -высокотемпературную прочность и сопротивление ползучести. Он широко используется в металлургической, нефтехимической и атомной промышленности,-особенно при изготовлении парогенераторов-и является одним из основных материалов-кандидатов для изготовления теплообменных трубок в парогенераторах атомных электростанций.
III.Incoloy 800HT представляет собой усовершенствованную версию сплавов 800 и 800H, отличающуюся превосходным сопротивлением ползучести и исключительной долговечностью при сверх-высоких температурах. Incoloy 800HT — это полностью аустенитный сплав с низким-никелевым-железом-хромом, принадлежащий к той же серии сплавов, что и Incoloy 800; в частности, содержание кобальта в этом сплаве можно строго контролировать, чтобы оно оставалось ниже 0,01%.
Различия в процессах термообработки
Incoloy 800, 800H и 800HT требуют обработки на раствор для обеспечения стабильности их аустенитной микроструктуры; однако из-за различий в химическом составе их конкретные температуры термообработки, методы охлаждения и дополнительные требования различаются, как подробно описано ниже:
I. Инколой 800: Температура отжига в растворе составляет 1150–1180 градусов с последующей закалкой в воде после подходящего времени выдержки. Целью является достижение однородной аустенитной структуры и повышение пластичности и коррозионной стойкости. В зависимости от конкретных потребностей может быть выполнена обработка-снимающая напряжение при температуре 850–900 градусов (с последующим воздушным охлаждением), что делает ее подходящей для заготовок, прошедших холодную обработку или сварку.
II. Инколой 800H: Температура обработки раствором составляет примерно 1150 градусов (эквивалент 2100 градусов по Фаренгейту). Охлаждение достигается закалкой в воде или быстрым воздушным охлаждением, в частности, чтобы избежать зоны охрупчивания при температуре около 475 градусов. Основным требованием является достижение среднего размера зерна класса 5 по ASTM или более крупного посредством термообработки, тем самым улучшая характеристики ползучести при высоких-температурах. Перед операциями обработки глубоких-отверстий рекомендуется отжиг (до твердости менее или равной HB 180).
III. Инколой 800HT: Обработка раствором требует строгого контроля температуры (в пределах ±10 градусов). Хотя температурный диапазон аналогичен диапазону Incoloy 800H, требуется дополнительная стабилизирующая обработка для обеспечения равномерного выделения карбидов алюминия-титана. Этот класс также требует крупнозернистой-структуры (более или равной 90 мкм/класс 4 по ASTM); благодаря точной термообработке его прочность на разрыв- дополнительно оптимизируется, что делает его маркой, к которой предъявляются самые строгие требования к процессу термообработки среди трех.
Различия в рабочей температуре
I. Инколой 800: Обладает превосходной коррозионной стойкостью и термостойкостью, демонстрируя хорошие механические свойства при высоких температурах до 800 градусов; он демонстрирует хорошую стойкость к окислению, восстановлению и азотированию, а также хорошую обрабатываемость.
II. Инколой 800H:Аустенитный, жаростойкий сплав железа-никеля-хрома с контролируемым содержанием углерода и повышенным содержанием (Al+Ti) по сравнению с Incoloy 800. Специальная обработка отжигом на раствор приводит к получению среднего размера зерен более или равного 90 мкм, что значительно повышает предел прочности при ползучести-разрыве при температурах выше 600 градусов.
Обладает превосходной стойкостью к ползучести-разрыву при высоких температурах, превышающих 600 градусов, а также хорошей стойкостью к окислению, азотированию и коррозии в условиях науглероживания.
III. Инколой 800HT:Аустенитный сплав никеля-железа-хрома с повышенным содержанием (Al+Ti) по сравнению с Incoloy 800H. Специальная обработка отжигом в растворе приводит к получению среднего размера зерна более или равного 90 мкм и превосходной ползучести-прочности на разрыв-особенно выше 700 градусов -из-за выделения фаз,-богатых титаном. Ниже 700 градусов выделение ′-фаз сопровождается соответствующим снижением пластичности.
Демонстрирует выдающуюся прочность на разрыв-при ползучести при температуре выше 700 градусов; при воздействии чередующихся восстановительных и окислительных сред он проявляет превосходную стойкость к восстановлению, окислению, азотированию и атмосферной коррозии.
Различия в областях применения
I. Инколой 800:Базовый сорт общего-назначения, подходящий для условий окружающей среды---низкой температуры (менее или равной 650 градусам), где требования к сопротивлению ползучести не являются строгими. Он также обеспечивает отличные характеристики при низких-температурах-сохраняя хорошую прочность даже при криогенных температурах до -270 градусов. Его основные области применения включают оборудование для обработки морской воды, системы травления, компоненты криогенной техники, стандартные химические реакторы и трубопроводы охлаждения внутри ядерных реакторов (особенно в секциях от средней- до низкой температуры).
II. Инколой 800H:Подшипник, рассчитанный на высокие-температурные нагрузки-, рассчитанный на устойчивую и длительную-работу в диапазоне температур от 650 до 815 градусов. Он преимущественно используется в -несущих компонентах в нефтехимическом секторе-, таких как трубы печей крекинга этилена и конвертеры синтеза аммиака-, а также в энергетической промышленности для труб перегревателей и промежуточных перегревателей сверхкритических котлов, а также в промышленных печах термообработки-радиационных труб.
III. Инколой 800HT:Сверх-высоко-температурный класс, разработанный для экстремальных условий эксплуатации, включая температуры выше или равные 815 градусам и высокие уровни нагрузки. В основном он используется в таких важных компонентах, как печные валки в-печах для высокотемпературного нагрева, выхлопные сопла аэрокосмических газовых турбин и футеровки для крупных-промышленных печей. Этот сплав способен сохранять стабильность размеров в течение длительных периодов времени в условиях чрезвычайно высоких-температур, тем самым предотвращая разрушение, вызванное ползучестью-.
заключение
Таким образом, небольшие различия в содержании углерода, алюминия и титана в сплавах Incoloy 800, 800H и 800HT приводят к явным различиям в требованиях к термообработке и эксплуатационных характеристиках, тем самым устанавливая четкий градиент производительности, который варьируется от универсального-применения к высоким-производительным характеристикам и возможности применения при сверх-высоких-температурах. В практическом промышленном применении выбор подходящего сплава требует точного соответствия свойств сплава конкретным требованиям условий эксплуатации:
Incoloy 800 подходит для условий с низкой-до-умеренной температурой и низкими-нагрузками, где ключевыми факторами являются универсальность и экономическая-эффективность; Incoloy 800H обеспечивает баланс между -прочностью при высоких температурах и практичностью, что делает его предпочтительным выбором для большинства подшипников, выдерживающих -высокотемпературные нагрузки-; тогда как Incoloy 800HT демонстрирует исключительные характеристики в условиях экстремально сверх-высоких-температур и высоких-напряжений-особенно в сложных условиях, где первостепенное значение имеют бескомпромиссные требования к долговременному-сопротивлению ползучести и стабильности размеров.