1. Koje su ključne kompozicione razlike između Incoloy 800, 800H i 800HT i kako one određuju njihovu primjenu?
Incoloy 800, 800H i 800HT su porodica legura nikla-gvožđa-hroma sa odličnom čvrstoćom i otpornošću na oksidaciju na visokim temperaturama. Njihova primarna razlika leži u sadržaju ugljika i termičkoj obradi, koji direktno kontrolišu njihovo puzanje i otpornost na lomljenje pri visokim{6}}ima.
Incoloy 800 (UNS N08800) ima standardni sadržaj ugljenika (0,03% max). To je -žareno rješenjem, pruža dobru opću otpornost na koroziju i srednju čvrstoću{5} na visokim temperaturama. Obično se koristi u cijevima izmjenjivača topline, procesnim cjevovodima i uređajima za karburizaciju gdje su temperature povišene, ali ekstremna otpornost na puzanje nije jedini kriterij.
Incoloy 800H (UNS N08810) ima veći kontrolisani sadržaj ugljenika (0,05-0,10%). Ovo "H" označava visoku količinu ugljika, što omogućava formiranje stabilnih taloga karbida unutar strukture zrna tokom rada, značajno povećavajući čvrstoću pri puzanju iznad približno 600°C (1112°F). Mora se isporučiti u otopini{10}}žarenom stanju sa veličinom krupnog zrna (ASTM br. 5 ili grublji) da bi se optimizirala svojstva puzanja. Primjene uključuju komponente procesne industrije na visokim temperaturama kao što su cijevi za grijanje, cijevi za reformiranje i komponente peći.
Incoloy 800HT (UNS N08811) takođe ima visok opseg ugljenika (0,06-0,10%), ali dodaje strožu kontrolu nad sadržajem aluminijuma i titana (Al+Ti ≥ 0,85%). Ovaj specifični omjer osigurava optimalnu stabilizaciju protiv senzibilizacije (taloženje hrom-karbida na granicama zrna) i daje najveću otpornost na pucanje od tri razreda. Kao i 800H, isporučuje se u -otopljenom, grubom{11}} stanju. To je poželjan materijal za najzahtjevnije primjene na visokim temperaturama, kao što su unutrašnje komponente parnih reformatora metana i peći za krekiranje etilena.
Ukratko, dok sva tri nude sličnu osnovnu otpornost na koroziju, 800 je opšta-namjena, 800H nudi poboljšanu snagu puzanja, a 800HT pruža maksimalnu zagarantovanu performansu na povišenoj temperaturi.
2. Zašto je kontrola veličine zrna kritična za Incoloy 800H i 800HT lim, i kako se to postiže?
Za{0}}legure na visokim temperaturama kao što su 800H i 800HT, krupno zrno nije nedostatak, već suštinska karakteristika dizajna. Na radnim temperaturama iznad 600°C deformacija se javlja prvenstveno putem mehanizama puzanja. Struktura krupnog zrna (tipično ASTM 5 ili grublja) pruža manje granica zrna po jedinici zapremine. Budući da su granice zrna putevi za lakšu difuziju i klizanje na visokim temperaturama, smanjenje njihovog broja direktno sprečava deformaciju puzanja i produžava vijek trajanja komponente pod opterećenjem na temperaturi.
Ova krupno zrnasta struktura se postiže tokom termičke obrade žarenja finalnog rastvora. List se zagreva na temperaturu iznad 1100°C (često oko 1150-1200°C), pri čemu legura postaje potpuno austenitna i svi karbidi se rastvaraju. Održavanje na ovoj temperaturi omogućava zrnu da raste. Materijal se zatim brzo hladi (gasi) kako bi se ova mikrostruktura "zamrznula" i spriječilo ponovno taloženje karbida, koji bi inače iscrpili krom iz matrice i smanjili otpornost na koroziju. Specifikacije nabavke (npr. ASME SB-409) izričito zahtijevaju ovo žareno i krupnozrno stanje za 800H/HT ploče i limove.
3. U kojim korozivnim sredinama je ploča serije Incoloy 800 posebno efikasna i gdje je treba izbjegavati?
Incoloy 800 serija svoju otpornost na koroziju dobija iz sadržaja nikla (~30-35%) i hroma (~19-23%). Nikl pruža otpornost na smanjenje okoline i pucanje od korozije pod naponom hloridom (SCC), dok hrom daje otpornost na oksidacione uslove i oksidaciju/sulfidaciju pri visokim temperaturama.
Efektivna okruženja:
Visoko-Oksidacija pri visokim temperaturama: Formira zaštitnu, prianjajuću ljusku od krom-oksida (Cr₂O₃), što ga čini odličnim za dijelove peći i opremu za toplinsku obradu do ~1100°C na zraku.
Atmosfere za karburizaciju i nitriranje: Visoka otpornost na metalnu prašinu i karburizaciju, ključni razlog za njegovu upotrebu u pećima za petrohemijski reformer i krekiranje.
Atmosfere koje nose sumpor-: Dobra otpornost na sulfidaciju, iako ne tako dobra kao legure višeg nikla.
Vodena korozija: Dobra opšta otpornost na neutralne i alkalne soli, blage kiseline i lužine. Široko se koristi u nuklearnoj energiji za cijevi generatora pare zbog dobrih performansi korozije u vodi visoke{1}}čistoće.
Okruženje koje treba izbjegavati ili koristiti s oprezom:
Jake redukcijske kiseline: Slaba otpornost na ne-neoksidirajuće kiseline poput hlorovodonične (HCl) i sumporne (H₂SO₄) u koncentrisanim, vrućim uslovima.
Hloridna korozija i pukotina: Iako je otporniji od standardnih nehrđajućih čelika, nije imun. U stajaćim,-vodama s visokim sadržajem klorida, može doći do rupica.
Vruća koncentrirana kaustika (NaOH/KOH): Iako je dobra s razrijeđenim kaustikom, visoke koncentracije i temperature mogu uzrokovati korozijsko pucanje pod naponom; čisti nikl ili legure više nikla su bolji.
4. Koja su primarna razmatranja pri izradi kada se radi sa limom serije Incoloy 800?
Izrada lima Incoloy 800 zahtijeva tehnike slične austenitnim nehrđajućim čelicima, ali s prilagodbama za njegovu veću čvrstoću i brzinu radnog{1}}očvršćavanja.
Hladna obrada: rad{0}}brzo se stvrdnjava. Procesi kao što su savijanje, šišanje i probijanje zahtijevaju više snage nego za nehrđajući čelik. Može biti potrebno žarenje između teških operacija oblikovanja kako bi se povratila duktilnost i spriječilo pucanje. Treba izbjegavati oštre krivine.
Vrući rad: Preporučeni topli radni opseg je 870-1200°C. Treba ga ravnomjerno zagrijati i održavati na temperaturi prije kovanja ili valjanja. Rad na temperaturi ispod 870°C može dovesti do prekomjernog taloženja na granicama zrna i pucanja.
Zavarivanje: Odlična zavarljivost uobičajenim tehnikama (GTAW/TIG, GMAW/MIG, SMAW). Koristite odgovarajuće metale od legure nikla (npr. ERNiCr-3 za 800/800H). Za 800H/HT, toplinska obrada nakon-zavarivanja općenito nije potrebna za većinu primjena, ali je ključno kontrolirati unos topline kako bi se izbjegao pretjerani rast zrna u zoni zahvaćenom toplinom (HAZ), što može lokalno utjecati na svojstva puzanja.
Toplinska obrada: Nakon bilo kakvog hladnog rada koji bi mogao izazvati senzibilizaciju ili za ublažavanje stresa, potrebno je žarenje punim rastvorom (kao što je gore opisano) nakon čega slijedi brzo hlađenje.
5. Kakve su performanse i cijena lima serije Incoloy 800 u usporedbi s uobičajenim nehrđajućim čelikom i legurama višeg nikla?
Incoloy 800 serija zauzima strateško središte u pogledu performansi i troškova.
u odnosu na standardni nehrđajući čelik (npr. 304H, 316H): legure Incoloy 800 imaju znatno veću čvrstoću na visokim{6}}temperaturama (puzanje), bolju otpornost na oksidaciju, karburizaciju i sulfidaciju. Također su otporniji na pucanje hloridnim stresom. Međutim, oni su skuplji (2-4x) i imaju veće stope očvršćavanja, što izradu čini izazovnijim. Za primjene ispod ~650°C gdje je oksidacija blaga, nehrđajući čelici mogu biti dovoljni i ekonomičniji.
u odnosu na legure višeg nikla (npr. Inconel 600/601, legura 617): Legure kao što je Inconel 600 nude bolju otpornost na hloridne rupice i određena korozivna okruženja. Legure 601 i 617 nude još veću temperaturnu sposobnost i snagu. Međutim, ove legure su znatno skuplje (često 1,5-3x cijene od 800HT) zbog većeg sadržaja nikla i/ili kobalta. Incoloy 800 serija, posebno 800HT, pruža izvanredan omjer-i{18}}performanse za dugotrajnu uslugu u rasponu od 600-1000°C, zbog čega je radni konj u petrohemijskoj industriji i industriji proizvodnje električne energije.
Stoga je odabir lima serije Incoloy 800 često vođen potrebom za performansama izvan mogućnosti nehrđajućeg čelika, ali gdje ekstremna (i skupa) svojstva premium legura nikla-hroma ili nikla-kroma-kobalta nisu opravdana.
