1. Hver er lykilmunurinn á samsetningu Incoloy 800, 800H og 800HT, og hvernig ráða þeir notkun þeirra?
Incoloy 800, 800H og 800HT eru fjölskylda nikkel-járns-krómblöndur með framúrskarandi styrk og oxunarþol við háan hita. Aðalmunur þeirra liggur í kolefnisinnihaldi og hitameðferð, sem stjórna beint háan-hita skrið og rofstyrk þeirra.
Incoloy 800 (UNS N08800) hefur staðlað kolefnisinnihald (0,03% hámark). Það er lausnar-glæðandi, veitir góða almenna tæringarþol og meðalháan-hitastyrk. Það er almennt notað í varmaskiptaslöngum, vinnslupípum og kolefnisbúnaði þar sem hitastig er hækkað en mikil skriðþol er ekki eina viðmiðið.
Incoloy 800H (UNS N08810) hefur hærra stýrt kolefnisinnihald (0,05-0,10%). Þetta „H“ táknar mikið kolefni, sem gerir kleift að mynda stöðugt karbíðútfellingar innan kornbyggingarinnar meðan á notkun stendur, sem eykur verulega skriðrofstyrk yfir um það bil 600°C (1112°F). Það verður að vera afgreitt í -lausnuðu ástandi með grófri kornastærð (ASTM nr. 5 eða grófari) til að hámarka skriðeiginleika. Umsóknir innihalda háhita íhluti í vinnsluiðnaði eins og geislahitararör, umbótarrör og ofnaíhluti.
Incoloy 800HT (UNS N08811) hefur einnig mikið kolefnissvið (0,06-0,10%) en bætir þéttari stjórn á ál- og títaninnihaldi (Al+Ti ≥ 0,85%). Þetta sértæka hlutfall tryggir hámarksstöðugleika gegn næmni (krómkarbíðúrkomu við kornmörk) og skilar hæsta skriðrofstyrk af þremur flokkum. Eins og 800H, er það afgreitt í lausn-glöðu, grófkornuðu-ástandi. Það er ákjósanlegasta efnið fyrir krefjandi háhitanotkun, svo sem innri íhluti gufumetanbreytinga og etýlensprunguofna.
Í stuttu máli, á meðan allir þrír bjóða upp á svipaða grunntæringarþol, þá er 800 almennt-gildi, 800H býður upp á aukinn skriðstyrk og 800HT veitir hámarksafköst við hækkuð hitastig.
2. Hvers vegna er eftirlit með kornastærð mikilvægt fyrir Incoloy 800H og 800HT lak og hvernig er það náð?
Fyrir há-blendi eins og 800H og 800HT er gróf kornastærð ekki galli heldur nauðsynlegur hönnunareiginleiki. Við vinnuhitastig yfir 600°C á sér stað aflögun fyrst og fremst með skriðbúnaði. Gróf kornabygging (venjulega ASTM 5 eða grófari) gefur færri kornamörk á hverja rúmmálseiningu. Þar sem kornamörk eru leiðir til að auðvelda útbreiðslu og renna við háan hita, hindrar fækkun þeirra beint skriðaflögun og lengir endingu íhlutans undir álagi við hitastig.
Þessi grófa kornauppbygging er náð við lokahitameðferð með glæðingu lausnarinnar. Platan er hituð að hitastigi yfir 1100°C (oft um 1150-1200°C), þar sem málmblöndun verður að fullu austenítísk og öll karbíð leysast upp. Að halda við þetta hitastig gerir kornunum kleift að vaxa. Efnið er síðan hraðkælt (slökkt) til að „frysta“ þessa örbyggingu og koma í veg fyrir endurútfellingu karbíða, sem annars myndu eyða króm úr fylkinu og draga úr tæringarþol. Innkaupaforskriftirnar (td ASME SB-409) krefjast beinlínis þessa glæðu og grófkorna ástands fyrir 800H/HT plötu- og plötuvörur.
3. Í hvaða ætandi umhverfi er Incoloy 800 röð lak sérstaklega áhrifaríkt og hvar ætti að forðast það?
Incoloy 800 serían fær tæringarþol sitt frá nikkelinnihaldi (~30-35%) og króm (~19-23%). Nikkel veitir viðnám gegn því að draga úr umhverfi og klóríðstreitutæringarsprungu (SCC), en króm veitir viðnám gegn oxunarskilyrðum og háhitaoxun/súlfíðun.
Árangursríkt umhverfi:
Hátt-hitaoxun: Myndar verndandi, viðloðandi krómoxíð (Cr₂O₃) kvarða, sem gerir það frábært fyrir ofnahluta og hitameðhöndlunarbúnað allt að ~1100°C í lofti.
Uppkolunar- og nítrunarandrúmsloft: Mjög ónæmt fyrir ryki og uppkolun úr málmi, lykilástæða fyrir notkun þess í jarðolíu- og sprunguofnum.
Brennisteins-Bearing andrúmsloft: Góð viðnám gegn brennisteinsmyndun, þó ekki eins góð og hærri nikkelblendi.
Vatnskennd tæring: Góð almenn viðnám gegn hlutlausum og basískum söltum, mildum sýrum og basum. Það er mikið notað í kjarnorku fyrir gufugjafarör vegna góðrar tæringargetu í há-hreinu vatni.
Umhverfi sem ber að forðast eða nota með varúð:
Sterkar afoxandi sýrur: Lélegt viðnám gegn ó-oxandi sýrum eins og saltsýru (HCl) og brennisteinssýru (H₂SO₄) við þéttar, heitar aðstæður.
Tæring klóríðs og rifa: Þó það sé meira ónæmt en venjulegt ryðfrítt stál er það ekki ónæmt. Í stöðnuðu vatni sem er mikið af-klóríðum geta gryfjur myndast.
Heitt þykkt ætandi (NaOH/KOH): Þó að það sé gott með þynntu ætandi, getur hár styrkur og hitastig valdið tæringarsprungum; hreint nikkel eða hærri nikkel málmblöndur eru betri.
4. Hver eru aðalframleiðingaratriðin þegar unnið er með Incoloy 800 röð málmplötum?
Framleiðsla á Incoloy 800 plötu krefst tækni sem er svipuð austenitískt ryðfríu stáli en með stillingum fyrir meiri styrk og vinnu-herðingarhraða.
Köld vinna: Vinnan-harðnar hratt. Aðferðir eins og beygja, klippa og gata krefjast meiri krafts en fyrir ryðfríu stáli. Þörf getur verið á glæðingu á milli alvarlegra mótunaraðgerða til að endurheimta sveigjanleika og koma í veg fyrir sprungur. Forðast skal skarpar beygjur.
Heitt vinnsla: Ráðlagt hitavinnslusvið er 870-1200°C. Það ætti að hita jafnt og halda við hitastig áður en það er mótað eða velt. Vinna undir 870°C getur leitt til mikillar úrkomu og sprungna á kornamörkum.
Suða: Frábær suðuhæfni með algengum aðferðum (GTAW/TIG, GMAW/MIG, SMAW). Notaðu samsvarandi nikkel-fyllingarmálma (td ERNiCr-3 fyrir 800/800H). Fyrir 800H/HT er almennt ekki þörf á hitameðhöndlun eftir{10}}suðu í flestum forritum, en það er mikilvægt að stjórna hitainntakinu til að forðast óhóflegan kornvöxt á hitaáhrifasvæðinu (HAZ), sem getur haft áhrif á skriðeiginleika á staðnum.
Hitameðferð: Eftir hverja kalda vinnu sem gæti valdið ofnæmi eða til að draga úr streitu, þarf að glæða fulla lausn (eins og lýst er hér að ofan) fylgt eftir með hraðri kælingu.
5. Hvernig er árangur og kostnaður á Incoloy 800 röð lak samanborið við algengt ryðfrítt stál og hærri nikkel málmblöndur?
Incoloy 800 serían er stefnumótandi millivegur bæði hvað varðar frammistöðu og kostnað.
á móti venjulegu ryðfríu stáli (td 304H, 316H): Incoloy 800 málmblöndur hafa marktækt hærri háan-hitastyrk (skriðrof), betri viðnám gegn oxun, uppkolun og súlfíðun. Þeir eru einnig ónæmari fyrir klóríðálags tæringarsprungum. Hins vegar eru þeir dýrari (2-4x) og hafa meiri vinnuherðingu, sem gerir tilbúninginn erfiðari. Fyrir notkun undir ~650°C þar sem oxun er mild, getur ryðfrítt stál verið nóg og hagkvæmara.
á móti hærri nikkelblöndur (td Inconel 600/601, álfelgur 617): Málblöndur eins og Inconel 600 bjóða upp á betri viðnám gegn klóríðholum og ákveðnu ætandi umhverfi. Málmblöndur 601 og 617 bjóða upp á enn meiri hitastigsgetu og styrk. Hins vegar eru þessar málmblöndur talsvert dýrari (oft 1,5-3x kostnaður við 800HT) vegna hærra nikkel- og/eða kóbaltinnihalds. Incoloy 800 röðin, sérstaklega 800HT, veitir framúrskarandi kostnaðar-til-afkastahlutfalls fyrir langtímaþjónustu á bilinu 600-1000°C, sem er ástæðan fyrir því að hún er vinnuhestur í jarðolíu- og orkuframleiðsluiðnaði.
Þess vegna er valið á Incoloy 800 röð lak oft knúið áfram af þörfinni fyrir frammistöðu umfram getu ryðfríu stáli en þar sem öfgafullir (og dýrir) eiginleikar úrvals nikkel-króm eða nikkel-króm-kóbalt málmblöndur eru ekki réttlætanlegar.
