Inconel 600 pret Incoloy 800: niķeļa sakausējuma izvēle termiskās apstrādes krāsns komponentiem

Kas ir Inconel 600 un Incoloy 800, un kā atšķiras to sastāvs?

Inconel 600 ir niķeļa-hroma-dzelzs sakausējums, kas veidots uz niķeļa-bagātas bāzes (minimums 72%), savukārt Incoloy 800 pamatā ir dzelzs-sakausējums, kurā ir tikai 30-35% niķeļa, - vēsturiski apzināti un apzināti dokumentēti visi mērķi. izmaksas{10}}pret-augstu{12}}temperatūras un veiktspējas spektru.

Avots: Special Metals Corporation tehniskie biļeteni SMC-027 (INCONEL sakausējums 600) un SMC-046 (INCOLOY sakausējums 800).

Incoloy 800 tika ieviests 1950. gados, lai apmierinātu vajadzību pēc karstumizturīga- un korozijizturīga-sakausējuma ar salīdzinoši zemu niķeļa saturu, jo tajā laikā niķelis tika uzskatīts par stratēģisku metālu. Tā nav nejauša vēsture -, tā ir dizaina loģika, kas joprojām atdala abus sakausējumus šodien. Inconel 600 augstais niķeļa saturs nodrošina izcilu izturību pret reducējošiem apstākļiem un praktiski imunizē pret hlorīda-jonu sprieguma-korozijas plaisāšanu; Incoloy 800 alumīnija un titāna piedevas (600 ir tikai nelielā daudzumā, ja vispār) veido stiprinošas nogulsnes, kas daļēji kompensē tā zemāko niķeļa saturu paaugstinātā temperatūrā.

Kuram sakausējumam ir augstāka krāsns komponentu maksimālā ekspluatācijas temperatūra?

Inconel 600 nodrošina augstāku galveno pakalpojumu-temperatūras griesti - nepārtraukta lietošana līdz 2000 °F (1093 grādiem) -, savukārt standarta Incoloy 800 izturības raksturlielumi parasti tiek izmantoti līdz aptuveni 1500 °F (816 grādiem); ja krāsns ir augstāka par šo punktu, uzņēmuma Incoloy augstas temperatūras varianti 800H un 800HT novērš lielu atšķirību.

Special Metals apraksta Inconel 600 daudzpusību kā "temperatūras diapazonu no kriogēnas līdz virs 2000 grādiem F (1095 grādiem)" un tieši norāda, ka sakausējuma izturība un oksidācijas izturība augstā temperatūrā padara to noderīgu retortām, mufeļiem, rullīšu kamīniem un citiem krāsns komponentiem. Turpretim Special Metals norāda, ka Incoloy 800 "tiek izmantots tā stiprības raksturlielumu dēļ pie darba temperatūras līdz aptuveni 1500 grādiem F (816 grādiem)" un ka "lietojumiem, kuriem nepieciešama augsta šļūdes vai plīsuma izturība, tā vietā tiek izmantoti INCOLOY sakausējumi 800H vai 800HT".

Gan 800H, gan 800H T ir kontrolēts oglekļa diapazons (attiecīgi 0,05-0,10% un 0,06-0,10%) un rupjāks minimālais graudu izmērs (ASTM 5 vai rupjāks), kas īpaši izstrādāts, lai paaugstinātu šļūdes un sprieguma pārrāvuma izturību, pārsniedzot standarta 800 temperatūru diapazonu. bāzes sakausējuma 1500 grādu F konstrukcijas punkts.

Kurš sakausējums labāk iztur karburizāciju krāsns atmosfērā?

Inconel 600 absorbē izmērāmi mazāk oglekļa nekā Incoloy 800HT identiskos karburēšanas apstākļos: Special Metals 100 -stundu gāzes-karburizācijas tests ūdeņraža/2% metāna atmosfērā parāda, ka Inconel 600 iegūst 2,66–12,30 mg/cm, salīdzinot ar 4 mg/4 cm. Incoloy 800HT — aptuveni puse no svara pieauguma abās pārbaudītajās temperatūrās.

Avots: Special Metals Corporation, gāzes karburizācijas testi (100 h) ūdeņraža/2% metāna atmosfērā (1700 grādu F testa atmosfēra saturēja arī 5% argona), INCONEL sakausējuma 600 tehniskais biļetens SMC-027.

Šis -blakus-pārbaudījums ir viena no retajām vietām, kur krāsns-komponentu specifikators var redzēt Inconel 600 un Incoloy 800HT vienā kontrolētā eksperimentā attiecībā pret to pašu karburēšanas iedarbību. Karburizācijai šajā pielietojumā ir milzīga nozīme, jo ogļūdeņražu-nesošās krāsns atmosfēra (endotermiskā gāze, krekinga amonjaks un līdzīga karburēšanas vide, ko izmanto-cietināšanas un gāzes karburēšanas krāsnīs) iedzen oglekli krāsns armatūras virsmā, veidojot iekšējos karbīdus, kas saīsina metālu un sašaurina tā kalpošanas laiku. Zemāks oglekļa patēriņš nozīmē ilgāku kalpošanas laiku groziem, paplātēm un armatūrai, kas atkārtoti pārvietojas pa karburizējošu atmosfēru.

Kurš sakausējums ir labāk izturīgs pret ciklisko oksidāciju un nogulsnēšanos?

Uzņēmuma Special Metals cikliskās oksidācijas tests 1800 °F (980 grādi) temperatūrā -, izmantojot atkārtotus 15{8}}minūšu karsēšanas un 5-minūšu dzesēšanas ciklus gaisā 1000 stundu laikā - tieši salīdzina Inconel 600 ar 304. tipa nerūsējošo tēraudu, Incoloy 9. 800HT, un parāda, ka Inconel 600 niķeļa-hroma-dzelzs sastāvs saglabā savu aizsargājošo oksīda skalu daudz labāk nekā divi nerūsējošie tēraudi atkārtotā termiskā cikla laikā.

Cikliska, nevis stabila{0}}stāvokļa oksidācijas izturība ir reālāks pārbaudījums krāsns armatūrai, kas uzsilst un atdziest ar katru ražošanas partiju, nevis bezgalīgi stāv pie vienas mērcēšanas temperatūras. Atkārtota termiskā cikliskuma rezultātā jebkura sakausējuma aizsargājošā hroma -oksīda skala saplaisā un izšļakstās pamatā esošā metāla termiskās izplešanās un saraušanās rezultātā; sakausējums, kas vislabāk iztur šo izšļakstīšanos, saglabā savu aizsargslāni un līdz ar to arī izturību pret koroziju vairākos karstuma{3}}dzesēšanas ciklos.

Special Metals Incoloy 800HT iekļaušana tieši šajā pašā salīdzinājumā -, nevis tā atsevišķi testēta -, uzsver, ka abi ar niķeli-bagāti sakausējumi tika izstrādāti, ņemot vērā tieši šo krāsns-cikla atteices režīmu, lai gan tests uzrāda vislielāko-niķeļa sakausējuma skalu ar spēcīgāko atkārtojuma grupu (600.

Kurš sakausējums nodrošina labāku izturību pret slāpēšanu?

Pats ražotājs Inconel 600 ir skaidri pozicionējis kā standarta materiālu nitrēšanas tvertnēm, jo ​​tas ir izturīgs pret slāpekļa absorbciju augstā temperatūrā, kas ir īpašs, nosaukts lietojums, kas nav minēts paša Incoloy 800 tehniskajā literatūrā.

Special Metals skaidri norāda, ka Inconel 600 "ir standarta materiāls nitrēšanas tvertnēm, jo ​​tas ir izturīgs pret slāpekli augstās temperatūrās." Nitrēšanas krāsnīs izmanto amonjaka -disociācijas atmosfēru (aptuveni 25% slāpekļa, 75% ūdeņraža), lai izkliedētu slāpekli tērauda detaļu virsmās, un jebkura krāsns iekārta, kas pakļauta šai atmosfērai, pati par sevi ir pakļauta slāpekļa uzņemšanas un trausluma riskam. Tā kā paša Incoloy 800 publicētajā literatūrā nav ietverts līdzvērtīgs apgalvojums par nitrēšanas{7}}noturību, nitrēšanas krāsnīm paredzētajiem armatūras un konteineriem pēc noklusējuma ir jābūt Inconel 600, ja vien lauka dati neatbalsta alternatīvu.

Kā abus sakausējumus salīdzina šļūdes un nospriegošanas{0}}izturības ziņā?

Inconel 600 publicētie pārrāvuma-izturības dati nepārprotami sniedzas līdz 2000 °F (1093 grādiem), savukārt Special Metals skaidri norāda, ka standarta Incoloy 800 "parasti netiek izmantots lietojumprogrammām, kurām nepieciešamas optimālas šļūdes-pārrāvuma īpašības" -, kuru loma8 ir ierobežota 000HTH, Incoloy8. ķīmija un rupjāks graudu izmērs tika īpaši izstrādāti, lai paaugstinātu ilglaicīgu, augstas temperatūras izturību.

Avots: Special Metals Corporation plīsumu-īpašību tabula (šķīdums-apstrādāts 2050 °F/1121 grādos, gaisa-dzesēts), INCONEL sakausējuma 600 tehniskais biļetens SMC-027.

Krāsns armatūrai, kas tiek pakļauta ilgstošai slodzei augstā temperatūrā, - mufeļu balsti, rullīšu-kurināmā ruļļi vai izstarojošie-cauruļu pakaramie - šļūde-pārraušanas izturība, nevis stiepes izturība, parasti ir noteicošā konstrukcijas īpašība. Standarta Incoloy 800 atbalsta konstrukcijas spriegumus tikai līdz aptuveni 1500 °F saskaņā ar ASME katlu un spiedtvertņu kodu, savukārt Incoloy 800H un 800HT kontrolē 0,05-0,10% (vai 0,06-0,10% ASTM}5}oglekļa saturu un{22}). graudu izmērus īpaši apstiprināja ASME kodeksa komiteja lielākiem konstrukcijas spriegumiem pie 1100–1500 °F (593–816 grādi) un vairāk, ņemot vērā 87 karstumu un 1052 datu punktu analīzi, ko veica Metālu īpašuma padome. Ja prioritāte ir ilgstoša augstas temperatūras nestspēja, Inconel 600 salīdzināšana ar 800H vai 800HT, nevis bāzes Incoloy 800 -, ir tehniski pareizais salīdzinājums.

Kā abus sakausējumus salīdzina hlorīda spriedzes{0}}izturība pret plaisāšanu?

Inconel 600 minimālais 72% niķeļa saturs padara to praktiski izturīgu pret hlorīda-jonu spriedzes-korozijas plaisāšanu, savukārt Incoloy 800 zemākais 30-35% niķeļa saturs var izraisīt plaisāšanu smagos laboratorijas apstākļos, lai gan Incoloy 800 ir pietiekami daudz, lai aizstātu šo neveiksmīgo materiālu, kas joprojām ir plaši izplatīts. atteices režīms.

Tas ir svarīgi attiecībā uz krāsns iekārtām, kuras neregulāri tiek pakļautas hlorīda piesārņojuma - rūdīšanas atlikumiem, jūras vai rūpnieciskai atmosfērai vai tīrīšanas ķimikālijām - papildus augstai{2}}temperatūrai. Vispārējais metalurģijas noteikums, kas apstiprināts paša Special Metals literatūrā, ir tāds, ka austenīta sakausējumu tendence plaisāt hlorīda šķīdumos samazinās, palielinoties niķeļa saturam. Inconel 600 ar minimālo niķeļa saturu 72% atrodas šī spektra vienā galā; Incoloy 800 ar aptuveni pusi mazāku niķeļa saturu atrodas tālāk gar to, taču tā pretestība joprojām ievērojami pārsniedz standarta 300. sērijas austenīta nerūsējošā tērauda armatūru, ko tas parasti aizstāj.

Vai abi sakausējumi ir pakļauti sensibilizācijai krāsns termiskās cikla laikā?

Jā - abiem sakausējumiem ir viena un tā pati būtiskā ievainojamība: hroma karbīdi izgulsnējas pie graudu robežām aptuveni vienā un tajā pašā 1000–1400 °F (540–760 grādu) diapazonā gan Inconel 600, gan Incoloy 800, un krāsns armatūra ir pakļauta šai joslas jutībai, kas tiek pakļauta bezkarstuma riskam katrā vienā un tajā pašā ciklā. tiek izvēlēts sakausējums.

Special Metals tehniskajā literatūrā abiem sakausējumiem būtībā ir aprakstīts viens un tas pats mehānisms: titāna nitrīdi un karbīdi (vai 600. gadu gadījumā cianitrīdi) veidojas neatkarīgi no termiskās apstrādes, savukārt hroma karbīdi īpaši izgulsnējas no 1000 °F līdz 1800 °F (540–980 grādiem Inkoneļiem). 1000–2000 grādi F (540–1 095 grādi) Incoloy 800 ar agresīvāko sensibilizācijas joslu abiem sakausējumiem 1000–1400 °F (540–760 grādi).

Special Metals pat publicē Incoloy 800 laika-temperatūras-sensibilizācijas diagrammas, pamatojoties uz Huey testu (viršanas 65% slāpekļskābes), lai noteiktu šo risku. Praksē Special Metals sensibilizāciju apraksta kā "nav problēma vairumā augstas -temperatūras lietojumu" jebkuram sakausējumam -, un tas galvenokārt ir svarīgi, vai armatūru vēlāk marinēs vai pakļaus agresīvai ūdens videi, kamēr tā joprojām ir sensibilizēta, kas ir retāk sastopama armatūrā, kas tiek izmantota krāsnī.

Kā sakausējumi tiek salīdzināti izmaksu un materiālu atlases stratēģijā?

Incoloy 800 pastāv īpaši tāpēc, ka Inconel 600 augstais niķeļa saturs padarīja to dārgu, un 1950. gados stratēģiski ierobežotā - Incoloy 800 dzelzs-ķīmija bija apzināta inženierijas tirdzniecība-, lai nodrošinātu adekvātu siltuma un korozijas izturību starp šiem diviem elementiem, kas nosaka izmaksu loģisko saturu. sakausējumu ģimenes mūsdienās.

Tas nav mārketinga stāstījums; tā ir sakausējuma dokumentētā izcelsme. Uzņēmuma Special Metals sakausējuma vēsturē teikts, ka Incoloy 800 "tika ieviests tirgū pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados, lai apmierinātu vajadzību pēc karstumizturīga- un korozijizturīga- sakausējuma ar salīdzinoši zemu niķeļa saturu, jo tajā laikā niķelis tika saukts par "stratēģisku" metālu.

Krāsns iekārtām, kur lielākās un smagākās ierīces (rullīšu -pavārda ruļļi, lieli mufeļi, starojuma cauruļu saišķi) dominē materiālu izmaksās, norādot Incoloy 800 vai 800H/800HT visur, kur ir pieļaujami zemāki ekspluatācijas -temperatūras griesti un nedaudz zemākas šļūdes izmaksas ar kopējo stiprības{5}}pārraušanas nozīmi. viss-Inconel-600 dizains, vienlaikus rezervējot 600 īpaši augstākās-temperatūras, visvairāk karburēšanas vai nitrīdēšanas pakļautajām sastāvdaļām vienā krāsnī.

Kā sakausējumi tiek salīdzināti ražošanā un metināšanā krāsns armatūras ražošanā?

Abi sakausējumi ir viegli karsti- un auksti formējami-, tiem ir gandrīz identisks darba-cietēšanas ātrums, un abus var metināt ar INCONEL Filler Metal 82 -, kas ir patiešām ērta pārklāšanās veikaliem, kas ražo jauktu-sakausējumu krāsns armatūru, jo abas pildvielas var savienot vai savienot ar vienu parasto metālu. starp tiem ir atšķirīgs{5}}metāla savienojums.

Avots: Special Metals Corporation tehniskie biļeteni SMC-027 (INCONEL sakausējums 600) un SMC-046 (INCOLOY sakausējums 800).

Kādi standarti attiecas uz Inconel 600 un Incoloy 800 krāsns komponentu izgatavošanai?

Abi sakausējumi ir apstiprināti saskaņā ar ASME katlu un spiedtvertņu kodu ar īpašiem koda korpusiem - Inconel 600 saskaņā ar koda ietvaru 1827 un Incoloy 800/800H/800HT saskaņā ar koda korpusu 1325 - ar paralēlām, bet atšķirīgām izstrādājuma-formas specifikācijām katrai sakausējumu saimei.

Avots: Special Metals Corporation "Pieejamie produkti un specifikācijas" tabulas, INCONEL sakausējuma 600 un INCOLOY sakausējuma 800 tehniskie biļeteni.

Kurš sakausējums ir jānorāda termiskās apstrādes krāsns komponentiem?

Norādiet Inconel 600 visnopietnākajai karburēšanas un nitrīdēšanas iedarbībai, augstākajai krāsns temperatūrai vai jebkurai sastāvdaļai, kur hlorīda sprieguma{1}}korozijas plaisāšana ir reāls risks. norādiet Incoloy 800 (vai 800H/800HT augstākai -temperatūrai, slodzei-), kur krāsns temperatūra ir aptuveni 1500–1800 °F vai zemāka un zemākas materiālu izmaksas ir prioritāte.

• Izvēlieties Inconel 600:Nitrēšanas krāsns konteineri un armatūra, kur 600 ir nosaukts standarta materiāls.
• Izvēlieties Inconel 600:Spēcīgi karburizējošas atmosfēras (endotermiskā gāze, korpusa{0}}cietēšanas krāsnis), kur oglekļa savākšanas samazināšana pagarina armatūras kalpošanas laiku.
• Izvēlieties Inconel 600:Nepārtraukta apkalpošana virs aptuveni 1800–2000 °F, Incoloy 800H/800HT praktiskā diapazona augšējā malā vai ārpus tās.
• Izvēlieties Inconel 600:Sastāvdaļas ar jebkādu reālu pakļaušanu hlorīda piesārņojumam papildus lielam karstumam.
• Izvēlieties Incoloy 800 / 800H / 800HT:Lieli, smagi armatūras - izpūtēji, rullīši-pavārda ruļļi, starojuma cauruļu balsti -, kur materiālu izmaksu skalas atkarībā no tonnāžas un ekspluatācijas temperatūras nepārsniedz 800 ģimenes aploksni.
• Izvēlieties Incoloy 800 / 800H / 800HT:Ilgstoša, nesoša darbība virs 1500 °F, kur pielietojumam pietiek ar 800H vai 800HT ASME{5}}atzītu lielāku konstrukcijas spriegumu.
• Izvēlieties Incoloy 800 / 800H / 800HT:Lietojumprogrammas, kurās hlorīda-spriegums-korozijas plaisāšana ir zems, bet ne-nulles risks, un Incoloy 800 joprojām-lielais niķeļa saturs nodrošina pietiekamu rezervi salīdzinājumā ar nerūsējošā tērauda alternatīvām.

Jauktu-sakausējumu krāšņu konstrukcijās abi sakausējumi tiek savienoti dabiski: Inconel 600 armatūrai un tvertnēm, kas pakļautas vissmagākajai atmosfērai vai augstākajai vietējai temperatūrai, un Incoloy 800/800H/800HT lielākiem konstrukcijas elementiem, kur zemāks niķeļa saturs samazina kopējās materiāla izmaksas, neapdraudot kalpošanas laiku.

Bieži uzdotie jautājumi

Q: What is the main difference between Inconel 600 and Incoloy 800?

A: Inconel 600 (UNS N06600) ir sakausējums, kura pamatā ir niķelis, un tajā ir vismaz 72% niķeļa, savukārt Incoloy 800 (UNS N08800) ir dzelzs-bāze ar tikai 30-35% niķeļa. Šī sastāva atšķirība nodrošina Inconel 600 labāku karburizāciju un nitridēšanu, kā arī augstākus ekspluatācijas -temperatūras griestus, savukārt Incoloy 800 piedāvā ievērojami zemākas materiālu izmaksas - kompromiss, kas izriet tieši no Incoloy 800 1950. gadu dizaina mērķa — saglabāt niķeli.

J: Kurš sakausējums ir labāk izturīgs pret karburizāciju krāsns atmosfērā?

A: Inconel 600. Special Metals 100 stundu karburizācijas tests ūdeņraža/2% metāna atmosfērā parāda, ka Inconel 600 pieņemas apmēram uz pusi mazāk svara (2,66–12,30 mg/cm2), nekā Incoloy 800HT iegūst (4,94–21,58 mg/cm2) ar tādu pašu iedarbību.

J: Vai Incoloy 800 var izmantot tādā pašā temperatūrā kā Inconel 600?

A: Ne gluži. Inconel 600 tiek izmantots nepārtraukti līdz 2000 °F (1093 grādiem), savukārt standarta Incoloy 800 temperatūra parasti ir ierobežota līdz aptuveni 1500 °F (816 grādiem), lai izstrādātu, pamatojoties uz izturību. Augstākas-temperatūras krāsns darbam 800H un 800HT varianti - ar kontrolētu oglekļa saturu un rupjāku graudu izmēru - paplašina Incoloy 800 praktisko temperatūras diapazonu un novērš lielu atstarpes daļu.

J: Vai Inconel 600 vai Incoloy 800 ir labāki nitridēšanas krāsns armatūrai?

A: Inconel 600. Special Metals to skaidri nosauc par standarta materiālu nitrēšanas tvertnēm, jo ​​tas ir izturīgs pret slāpekļa absorbciju augstā temperatūrā; Pats Incoloy 800 publicētajā literatūrā nav ietverts līdzvērtīgs apgalvojums.

Q: Why does Incoloy 800 have such a low nickel content compared to Inconel 600?

A: Incoloy 800 tika ieviests 1950. gados, lai samazinātu atkarību no niķeļa, kas pēc tam tika klasificēts kā stratēģisks metāls ar ierobežotu piegādi. Tā dzelzs-ķīmija (30-35% niķeļa pret Inconel 600 72% minimumu) bija apzināts izmaksu un piegādes-vadīts inženierijas kompromiss, nevis veiktspējas mērķis pats par sevi.

J: Vai Inconel 600 un Incoloy 800 ir izturīgi pret hlorīda spriedzes-korozijas plaisāšanu?

A: Inconel 600 is considered virtually immune due to its high nickel content. Incoloy 800 var izraisīt plaisāšanu smagos laboratorijas apstākļos, jo tajā ir mazāks niķeļa saturs, taču tā pretestība joprojām ir pietiekami augsta, lai to parasti izmantotu, lai aizstātu materiālus, kas jau ir bijuši neveiksmīgi no šī precīzā mehānisma.

J: Vai Inconel 600 un Incoloy 800 izmanto vienu un to pašu metināšanas pildvielu?

A: For GTAW and GMAW, yes - both alloys are commonly joined with INCONEL Filler Metal 82. For shielded metal-arc welding, Inconel 600 typically uses INCONEL Welding Electrode 182, while Incoloy 800 uses INCO-WELD A Electrode.