Incoloy 800H Rod Composizione chimica e proprietà

Asta Incoloy 800H è una lega Fe-Ni-Cr resistente al calore, progettata per il servizio strutturale a temperature elevate, dove è necessario bilanciare la resistenza all'ossidazione, la resistenza alla carburazione e la resistenza allo scorrimento. Per la fornitura di barre e tondini, la caratteristica distintiva della 800H non è solo la base di nichel e cromo, ma anche il livello controllato di carbonio e il contenuto controllato di alluminio e titanio, che la distinguono dalla Lega 800 standard. Presso la Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd., la barra 800H viene fornita principalmente in condizioni di laminazione a caldo, forgiatura, tornitura e rettifica per parti di forni, unità di cracking petrolchimico, attrezzature per trattamenti termici e altri componenti che lavorano nell'intervallo 800-1000°C.

Standard, designazione del grado e forma del prodotto

La nostra produzione di barre 800H segue il quadro dei materiali comunemente associato a ASTM B408, ASTM B564, e ASTM B425, a seconda della forma, del percorso di lavorazione e dello stato finito. La denominazione di numerazione unificata è UNS N08810. Nel sistema tedesco, la denominazione corrispondente è 1.4958 / X5 NiCrAlTi 31-20.

Le forme di fornitura comuni sono tondino laminato a caldo, asta forgiata, e asta lavorata o rettificata. Per l'uso industriale, la scelta della forma è legata alla tolleranza del diametro, alla rugosità superficiale, alla rettilineità e alla possibilità di lavorazione. Il materiale laminato a caldo è spesso scelto per parti strutturali di sezione pesante o per ulteriori lavorazioni. Il tondino forgiato è preferito per diametri maggiori o quando è necessaria una migliore solidità interna. Il tondino tornito e rettificato viene solitamente specificato per alberi, elementi di fissaggio, ferramenta per forni e gruppi lavorati che richiedono un controllo più stretto delle dimensioni.

La differenza tra 800H e 800HT è spesso fraintesa. Dal punto di vista chimico, entrambi appartengono alla stessa famiglia di leghe, ma 800H richiede Al+Ti nell'intervallo di 0,70-1,20%, mentre 800HT richiede 0,85-1,20%. L'innalzamento della soglia limite inferiore nell'800HT ha lo scopo di migliorare le prestazioni di scorrimento all'estremità superiore della gamma di temperature di servizio. Per molte applicazioni di barre al di sotto dei 1000°C circa, l'800H rimane il grado più equilibrato dal punto di vista del rapporto costo/prestazioni.

Composizione chimica del nucleo

La seguente gamma di composizione riflette il nostro tipico controllo misurato per la barra Incoloy 800H. Questi valori sono in linea con le aspettative industriali per UNS N08810 e sono particolarmente importanti per la stabilità meccanica alle alte temperature.

I punti di composizione più importanti sono la base di nichel-cromo, la gamma di carbonio controllata e la gamma totale di alluminio e titanio. Il livello di nichel mantiene la struttura completamente austenitica e contribuisce alla resistenza alle cricche da tensocorrosione da cloruri. Il cromo crea la barriera di ossido necessaria per un'esposizione prolungata al calore. Il carbonio, l'alluminio e il titanio insieme influenzano la resistenza allo scorrimento e la stabilità dei bordi dei grani molto più di quanto influenzino la resistenza alla trazione a temperatura ambiente.

Caratteristiche degli elementi in traccia e differenze rispetto alla Lega 800

Rispetto alla Lega 800 standard, la 800H non è semplicemente una versione rinominata con le stesse prestazioni. La gamma di carbonio nella 800H è intenzionalmente mantenuta verso la parte centrale o superiore della gamma consentita, piuttosto che al livello più basso possibile. Questo rafforza la lega in caso di servizio a temperature elevate per lunghi periodi. Allo stesso tempo, l'esplicito requisito totale Al+Ti fornisce un controllo più stabile della precipitazione e un ancoraggio dei confini dei grani.

Questa distinzione diventa importante nella ferramenta dei forni, nei supporti dei tubi radianti, nelle bobine petrolchimiche e in altre applicazioni con barre esposte per migliaia di ore. L'800 standard può mantenere la resistenza alla corrosione, ma l'800H mostra generalmente una migliore resistenza alla deformazione per scorrimento e all'instabilità dimensionale ad alta temperatura.

Proprietà meccaniche a temperatura ambiente

I valori riportati di seguito sono le proprietà tipiche misurate a temperatura ambiente per la nostra barra 800H in condizioni di fornitura in soluzione o equivalenti.

Questi valori dimostrano che la barra 800H non è una lega dura allo stato di fornitura. Conserva una buona duttilità, un moderato carico di snervamento e una forte tenacità a temperatura ambiente. Questa combinazione è utile nella fabbricazione perché il materiale può essere lavorato, formato a freddo entro limiti ragionevoli e saldato senza la fragilità riscontrata in alcune leghe resistenti al calore indurite per precipitazione o altamente rafforzate.

La resistenza a temperatura ambiente dell'800H non è il suo principale vantaggio progettuale. Il suo valore risiede nel fatto che la struttura e la capacità di carico rimangono disponibili anche dopo una lunga esposizione a temperature elevate. Per questo motivo, la lega viene utilizzata in applicazioni di barre per supporti, rulli, alberi, ancoraggi, interni di forni e attrezzature per alte temperature, piuttosto che per utensili critici per l'usura.

Proprietà meccaniche ad alta temperatura

I seguenti dati relativi alle temperature elevate si basano sui valori da noi misurati in condizioni di solubilizzazione. Questi dati illustrano come la resistenza diminuisca con la temperatura e perché l'800H sia favorito nel servizio prolungato al di sotto del punto in cui diventano necessarie leghe più resistenti al creep.

I dati di creep spiegano la finestra di servizio pratica della barra 800H. A 760°C, la resistenza alla rottura per scorrimento per 10.000 ore, pari a circa 50 MPa, offre alla lega un utile margine strutturale per molti componenti di forni e petrolchimici. A 870°C questo margine è molto più ridotto e a 980°C rimane realistico solo l'uso a bassa sollecitazione. Questo è il motivo per cui la 800H è ampiamente accettata per ruoli di supporto e contenimento ad alta temperatura, ma non è automaticamente adatta per un servizio ad altissimo carico vicino al suo limite di ossidazione.

Rispetto all'800 standard, l'800H ha un vantaggio nel servizio a scorrimento controllato, perché la sua composizione è stata messa a punto specificamente per la stabilità alle alte temperature. Rispetto all'800HT, è leggermente inferiore per quanto riguarda la resistenza al creep di fascia alta, ma il divario non è abbastanza grande da essere importante in tutti i progetti. In molte applicazioni con barre tra 800 e 950°C, l'800H copre già bene i requisiti.

Proprietà fisiche di riferimento per la progettazione

Questi valori fisici sono importanti nella progettazione di strutture supportate da aste, alberi lunghi, parti interne di forni e gruppi saldati. Il coefficiente di espansione termica è più alto di quello di molti acciai al carbonio, quindi è necessario tenere conto del supporto di scorrimento, del gioco dei giunti e del controllo della distorsione termica in caso di servizio a temperature superiori a diverse centinaia di gradi Celsius. La diminuzione del modulo elastico con la temperatura significa anche che il cedimento o la deflessione possono diventare più importanti della semplice rottura per trazione nelle applicazioni con aste a lunga distanza.

La moderata conducibilità termica dell'800H è utile nel servizio ad alta temperatura perché evita gradienti locali molto forti, pur non conducendo il calore così rapidamente come gli acciai comuni. Ciò contribuisce a un comportamento termico più stabile nelle apparecchiature a riscaldamento ciclico.

Caratteristiche di prestazione chiave

La resistenza all'ossidazione dell'800H deriva principalmente dal suo film protettivo ricco di cromo, supportato dall'alluminio in superficie. Questo film è sufficientemente stabile per un'esposizione prolungata in ambienti ossidanti puliti fino a circa 1100°C. Ciò rende la lega adatta a parti di riscaldamento radiante, vassoi, muffole e sistemi di rulli per forni.

La sua resistenza alla carburazione e alla nitrurazione è particolarmente importante nel settore petrolchimico e in quello dell'ammoniaca. In presenza di cracking di idrocarburi o di atmosfere miste ad azoto, l'800H si comporta meglio dei normali acciai inossidabili resistenti al calore, perché la sua struttura ricca di nichel e lo strato di ossido stabile resistono meglio all'ingresso di carbonio e azoto. Non è immune, ma resiste bene nella comune finestra operativa industriale.

Nel servizio con acidi riducenti, l'800H è competente ma non dominante. Resiste a molti mezzi meglio dei gradi inossidabili standard, ma non è la prima scelta quando l'attacco dell'acido solforico o cloridrico controlla la selezione della lega. È qui che la lega 825 o altre leghe di nichel contenenti molibdeno ottengono un vantaggio.

800H vs 800HT vs 825 vs 600

Questo confronto mostra perché l'800H è ancora ampiamente utilizzato. Si trova in una pratica posizione intermedia. Gestisce il calore elevato molto meglio di gradi focalizzati sulla corrosione come l'825 e si avvicina all'utilità ad alta temperatura dell'Inconel 600 a un costo notevolmente inferiore. Rispetto all'800HT, perde un po' di resistenza allo scorrimento alle temperature più elevate, ma non abbastanza da renderlo poco interessante nell'ampia fascia di servizio compresa tra 800 e 1000°C.

Vantaggi distinti di Incoloy 800H Rod

Il primo vantaggio è equilibrio costi-prestazioni. Nell'intervallo 800-1000°C, l'800H offre spesso prestazioni vicine a quelle della Lega 600, pur rimanendo a una temperatura di circa 60-70% del costo del materiale. Questa differenza diventa significativa nelle aste lunghe, nei rulli del forno, negli elementi di supporto e nelle parti strutturali lavorate, dove il peso totale della lega è notevole.

Il secondo vantaggio è Ottimizzazione dello scorrimento attraverso il controllo della composizione. Normalmente manteniamo il carbonio intorno 0,06-0,08% per molti ordini di barre ad alta temperatura e mantenere una struttura granulometrica controllata intorno a ASTM No. 5 o più fine. Questa combinazione favorisce un comportamento stabile a lungo termine senza rendere il materiale difficile da lavorare.

Il terzo vantaggio è buona usabilità della saldatura. Molti componenti 800H fabbricati vengono messi in servizio dopo la saldatura senza richiedere la ricottura completa in soluzione. Nelle strutture pratiche dei forni e del settore petrolchimico, la perdita di proprietà della zona di saldatura rimane spesso al di sotto di 10% quando la procedura è adeguatamente controllata e si utilizza un metallo d'apporto adeguato.

Il quarto vantaggio è intercambiabilità tra i mercati. La lega è ampiamente paragonabile ai gradi cinesi come NS1102 e GH180 in molti colloqui di fornitura, il che semplifica la sostituzione del progetto tra piattaforme di apparecchiature nazionali e di esportazione quando l'approvazione delle specifiche lo consente.

Il quinto vantaggio è buona resistenza all'infragilimento da idrogeno a temperatura elevata. Nel servizio a caldo con l'idrogeno, l'800H si comporta in modo molto più affidabile rispetto agli acciai ferritici, rendendolo utile nel reforming dell'ammoniaca e nelle sezioni di forno ricche di idrogeno, dove le leghe ferritiche correrebbero un rischio maggiore di infragilimento o di rapida degradazione.

Controllo qualità e ispezione

Per la canna 800H, il controllo chimico è il primo punto di controllo. Ogni calore può essere supportato da un Rapporto di composizione spettrometrica OES, con particolare attenzione a Al + Ti ≥ 0,70%. Questo è il limite fondamentale che separa la vera chimica 800H dalla fornitura di lega 800 a basso controllo.

Ispezione della granulometria viene eseguita secondo ASTM E112. Il nostro obiettivo di routine è ASTM No. 5 o più fine. Una granulometria controllata migliora la coerenza della risposta al creep, il comportamento di lavorazione e l'affidabilità da sezione a sezione.

Test di trazione ad alta temperatura possono essere disposti a temperature specifiche, più comunemente 650°C, 760°C, e 870°C. È utile per progetti che riguardano strutture di forni, interni petrolchimici o aste caricate a lungo termine, dove i valori a temperatura ambiente non sono sufficienti per la revisione del progetto.

Test di corrosione intergranulare può essere condotta secondo ASTM A262 Pratica E quando è necessario confermare la resistenza alla sensibilizzazione o all'attacco dei confini dei grani. Sebbene la 800H sia principalmente una lega resistente al calore piuttosto che una classica lega antiacida, questo test rimane rilevante per le parti fabbricate che possono subire condizioni di corrosione da condensa o di transizione.

Ispezione a ultrasuoni può essere fornito in conformità con ASTM E2375, con un livello di accettazione selezionato in base ai requisiti di utilizzo finale. Nel caso di aste forgiate di grandi dimensioni, ciò è particolarmente importante per verificare la continuità interna prima di una lavorazione profonda o di un uso rotativo critico.

Certificazione del materiale viene normalmente emesso come EN 10204 3.1. Quando la documentazione del progetto lo richiede, è possibile predisporre una documentazione aggiuntiva di 3.2 o di terzi testimoni indipendenti.

Scenari applicativi tipici

Una delle applicazioni più comuni delle aste 800H è quella in componenti del forno petrolchimico per il cracking a vapore. Nella 800-980°C La lega combina la resistenza alla carburazione con una pratica resistenza allo scorrimento e una durata in campo di 5-8 anni è realistico in molte strutture quando il controllo dell'atmosfera e la progettazione meccanica sono validi.

In torri di assorbimento per la produzione di acido nitrico, La verga 800H viene utilizzata nei casi in cui il vapore nitrico caldo e le temperature elevate richiedono una stabilità migliore di quella che possono offrire gli acciai inossidabili standard. La sua resistenza alla corrosione non è universale contro tutti i sistemi acidi, ma si comporta bene negli ambienti chimici ossidanti ad alta temperatura.

Per rulli, tubi radianti e muffole per forni di trattamento termico, L'800H rimane un materiale standard per la sua resistenza all'ossidazione fino al 1000-1100°C è affidabile e i suoi componenti fabbricati mantengono l'integrità strutturale utilizzabile anche in caso di ripetute esposizioni al calore.

In interni del reformer e del convertitore di ammoniaca, La lega resiste alle atmosfere calde di idrogeno, azoto e ammoniaca molto meglio degli acciai di lega inferiore. Ciò le conferisce un ruolo stabile nelle sezioni di impianti ricchi di idrogeno.

Per rondelle elastiche, elementi di fissaggio e hardware strutturale di seguito su 800°C, La 800H offre una buona combinazione di resistenza all'ossidazione e flessibilità di fabbricazione. Non è intesa come una lega ad alta resistenza per elementi di fissaggio induriti per precipitazione, ma si comporta bene nei casi in cui la corrosione e il calore contano più della massima resistenza al precarico.

In strutture del surriscaldatore della caldaia a termovalorizzazione, L'800H viene utilizzato anche in zone interessate da gas ad alta temperatura contenenti cloro e zolfo. In questi ambienti, la durata della lega dipende fortemente dalla chimica del gas e dai depositi di ceneri, ma l'800H rimane un'opzione riconosciuta laddove gli acciai inossidabili ordinari si guastano troppo presto.

Gamma di dimensioni della fornitura e tempi di consegna

Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd. fornisce la verga 800H in diametri da Da φ6 mm a φ300 mm. Le condizioni di superficie disponibili includono nero lavorato a caldo, è diventato luminoso con una tipica rugosità intorno a Ra ≤3,2 μm, e terreno luminoso con una tipica rugosità intorno a Ra ≤0,8 μm.

La lunghezza di consegna standard è disponibile in lunghezze casuali di 2-4 m o taglio di lunghezze fino a 6 m. I diametri più piccoli per la lavorazione del materiale sono comunemente forniti in condizioni di tolleranza più strette e diritte, mentre le aste forgiate pesanti sono solitamente fornite con tolleranza di lavorazione, se non diversamente specificato.

Per le taglie regolari tra φ10 e φ150 mm, Gli articoli più comuni possono spesso essere spediti da magazzino entro 1-3 giorni. La produzione personalizzata rientra generalmente nella gamma di Da 5 giorni a 4 settimane a seconda del diametro, della finitura superficiale, della portata dei test e della necessità di forgiatura o rettifica senza centri.

La quantità minima ordinabile è di solito 100 kg, Anche se, in alcuni casi, è possibile fornire scampoli tagliati o stock di lunghezza ridotta. 50 kg se disponibile.

Supporto per quotazioni e dati tecnici

Per una quotazione accurata della barra 800H, gli input richiesti sono diametro, lunghezza, quantità, condizione della superficie, livello di certificato, e, se pertinente, il temperatura di servizio. Questi dettagli influenzano sia il percorso di produzione che l'ambito di ispezione.

La documentazione tecnica disponibile con la fornitura può includere Campioni di MTC, schede di proprietà ad alta temperatura, e per i progetti batch, pezzi di prova dello stesso calore. Per le applicazioni che prevedono temperature elevate, l'input ingegneristico più utile è il set di condizioni operative in tre parti: temperatura, medio, e stress. Definiti questi tre fattori, si può fare una conferma più realistica del materiale per 800H, 800HT, 825 o Alloy 600.

Per una domanda annuale superiore a 5 tonnellate, Il blocco dei prezzi trimestrali è possibile nell'ambito di un accordo di fornitura a lungo termine, spesso rilevante per i costruttori di forni, gli appaltatori di manutenzione petrolchimica e i fabbricanti di apparecchiature che eseguono dimensioni ripetute.

Domande correlate

Qual è la principale differenza tra le barre Incoloy 800 e 800H?

L'800H ha un controllo più stretto del carbonio e un requisito totale definito di Al+Ti. Ciò gli conferisce una migliore resistenza allo scorrimento e una migliore stabilità strutturale a lungo termine a temperature elevate rispetto all'800 standard.

L'Incoloy 800H è migliore dell'800HT?

Non in tutti i casi. L'800HT è più resistente allo scorrimento all'estremità superiore dell'intervallo di temperatura, ma l'800H è spesso la scelta più economica per il servizio al di sotto di circa 1000°C, dove il margine aggiunto dell'800HT non è necessario.

La barra 800H resiste alle cricche da tensocorrosione da cloruri?

Sì. La matrice austenitica ad alto tenore di nichel conferisce una resistenza molto forte alla criccatura da tensocorrosione da cloruri rispetto ai comuni acciai inossidabili.

Il tondino 800H può essere saldato facilmente?

Sì. La saldabilità è uno dei suoi punti di forza. Le cariche convenzionali al nichel-cromo, come l'ERNiCr-3, sono ampiamente utilizzate e molti pezzi fabbricati entrano direttamente in servizio dopo la saldatura.

Quale intervallo di temperatura si adatta meglio alla canna 800H?

La sua finestra di servizio più efficace è generalmente nell'intervallo 800-1000°C, dove combina resistenza all'ossidazione, resistenza alla carburazione e resistenza pratica allo scorrimento a un livello di costo moderato.