Johdanto
Incoloy Alloy 800on nikkeli-rauta-kromiausteniittinen superseos, joka tarjoaa poikkeuksellisen suorituskyvyn korkeissa-lämpötiloissa ja syövyttävissä ympäristöissä. Tämä monipuolinen materiaali säilyttää rakenteellisen eheytensä ja korroosionkestävyyden äärimmäisissä olosuhteissa, joten se on ensisijainen valinta useilla vaativilla aloilla.
Tasapainoisen kemiallisen koostumuksensa ja kestävien fysikaalisten ominaisuuksiensa ansiosta Incoloy 800 on materiaali sovelluksiin, joissa tarvitaan lämmönkestävyyttä ja pitkäaikaista vakautta.
Incoloy 800 kemiallinen koostumus
Incoloy 800:n erinomaiset korkean lämpötilan{0}}ominaisuudet johtuvat sen kemiallisesta koostumuksesta:
Nikkeli (30,0-35,0 %):Antaa vakautta austeniittiselle rakenteelle ja varmistaa huomattavan kestävyyden jännityskorroosiohalkeilua ja hilseilyä vastaan korkeissa lämpötiloissa.
Kromi (19,0–23,0 %):Antaa erinomaisen hapettumiskestävyyden muodostamalla suojaavan Cr2O3-oksidikerroksen pinnalle, joka estää hajoamisen edelleen korkeissa lämpötiloissa.
Rauta (vähintään noin 39,5 %):Toimii peruselementtinä ja tarjoaa kustannustehokkuutta{0}}ja säilyttää rakenteellisen eheyden.
Alumiini (0,15-0,60 %) ja titaani (0,15-0,60 %):Nämä lujittavat elementit edistävät vakaiden vaiheiden muodostumista, jotka parantavat korkean-lämpötilojen lujuutta ja rakenteellista vakautta.
Kontrolloitu hiilipitoisuus (vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,10 %):Minimoi herkistymisen ja karbidisaostumisen, mikä varmistaa paremman suorituskyvyn korkeissa lämpötiloissa{0}}.
Tämä yhdistelmä luo kiinteän-liuos-vahvistetun seoksen, joka kestää erilaisia korkeissa lämpötiloissa tapahtuvia hajoamismekanismeja.
Incoloy 800Lämpötila-alue ja lämpöstabiilisuus
Incoloy 800 toimii tehokkaasti vaikuttavalla lämpötilaspektrillä:
Toiminta-alue: -300 - 1500 astetta F (-184 - 816 astetta) jatkuvaan käyttöön.
Lyhytaikainen altistuskyky: Jopa 1100 astetta (2012 astetta F) rajoitetun ajan, erityisesti hapettavassa ympäristössä.
Hapettumiskestävyyden ylläpito: Tehokas jopa 1038 astetta (1900 astetta F) pintaan muodostuvan vakaan, itse-korjautuvan oksidikerroksen ansiosta.
Lejeerinki säilyttää erinomaisen mikrorakenteen stabiiliuden jopa pitkän altistuksen jälkeen korkeille lämpötiloille, kestää haurastumista ja säilyttää mekaaniset ominaisuudet lukemattomien lämpöjaksojen kautta.
Korkean lämpötilan{0}}keston mekanismit
1. Hapettumis- ja hiiltymiskestävyys
Incoloy 800:n korkea kromipitoisuus mahdollistaa jatkuvan, tarttuvan kromioksidikerroksen muodostumisen, kun se altistuu korkeille lämpötiloille. Tämä kerros toimii suojaavana esteenä hapettumista vastaan, ja sen hapetusnopeus on niinkin alhainen kuin 0,05 g/(m²·h) 900 asteessa -huomattavasti parempi kuin tavallinen ruostumaton 310S-teräs.
Lisäksi seoksella on huomattava kestävyys hiiletystä ja sulfidaatiota vastaan, mikä tekee siitä sopivan hiilivetyjen käsittelyyn ja muihin hiilipitoisiin{0}ympäristöihin.
2. Virumis- ja repeämislujuus
Incoloy 800 säilyttää poikkeukselliset virumis- ja jännitysmurtumisominaisuudet korkeissa lämpötiloissa. Titaanin ja alumiinin tarjoama nikkeli-rikas matriisi ja kiinteä-liuosvahvistus edistävät sen kykyä kestää pitkiä mekaanisia kuormituksia korkeissa lämpötiloissa. Virumismurtolujuusarvot, jotka ovat suurempia tai yhtä suuria kuin 85 MPa 750 asteessa 1000 tunnin ajan, osoittavat sen pitkäaikaisen luotettavuuden-korkeissa-rasitussovelluksissa.
3. Rakenteellinen vakaus
Incoloy 800:n vakaa austeniittinen rakenne estää faasimuutokset, jotka voivat vaarantaa mekaaniset ominaisuudet lämpökierron aikana. Tämä vakaus on ratkaisevan tärkeää sovelluksissa, joissa on toistuvia lämmitys- ja jäähdytysjaksoja, kuten lämpökäsittelylaitteita ja teollisuusuuneja.
Incoloy 800 korkean lämpötilan{1}}mekaaniset ominaisuudet
Incoloy 800:n mekaaniset ominaisuudet pysyvät vakaina koko käyttölämpötila-alueella:
Huoneenlämpötilassa: Vetolujuus 520-620 MPa, myötöraja 210-310 MPa ja venymä Suurempi tai yhtä suuri kuin 30%.
500 asteessa: Vetolujuus noin 360 MPa ja sitkeys säilyy.
700 asteessa: Säilyttää käyttökelpoisen lujuuden jännityksen murtumiskyvyn ollessa yli 120 MPa.
Nämä ominaisuudet tekevät Incoloy 800:sta sopivan kantaviin-sovelluksiin korkeissa lämpötiloissa, joissa monet muut materiaalit kuluisivat nopeasti.
Fyysiset ominaisuudetjaLämpötehokkuus
Useat fysikaaliset ominaisuudet vaikuttavat lejeeringin lämmönkestävyyteen:
Tiheys: 7,94-8,0 g/cm³.
Sulamisalue: 1350-1400 astetta (2462-2552 astetta F)
Lämmönjohtavuus: 11,2-12,8 W/m·K 100 asteessa.
Ominaislämpökapasiteetti: 455-460 J/kg·K 20 asteessa.
Lämpölaajenemiskerroin: 14,1-14,2 μm/m· astetta (24-100 astetta).
Vertailu muihin metalliseoksiin
Verrattuna tavallisiin austeniittisiin ruostumattomiin teräksiin, kuten tyyppi 304 tai tyyppi 310S, Incoloy 800 osoittaa erinomaisen suorituskyvyn useilla avainalueilla:
Korkeampi nikkelipitoisuus tarjoaa paremman kestävyyden kloridijännityskorroosiohalkeilua vastaan.
Erinomainen hapettumis- ja hiiltymiskestävyys yli 800 asteen lämpötiloissa.
Parempi mikrorakenteellinen vakaus pitkäaikaisen{0}}korkean lämpötilan aikana.
Vaikka Incoloy 800 on kalliimpi kuin tavalliset ruostumattomat teräkset, se tarjoaa huomattavasti pidemmän käyttöiän vaativissa lämpöympäristöissä ja tarjoaa paremman käyttöiän-taloudellisuuden kriittisissä sovelluksissa.
Incoloy 800 lämmönkestävyyssovelluksiin
1. Lämpökäsittelylaitteet
Incoloy 800:aa käytetään laajalti lämpökäsittelykalusteissa, koreissa, tarjottimissa ja muhveleissa, koska se kestää toistuvia lämpöjaksoja säilyttäen samalla mittojen vakauden. Seos kestää vääristymistä ja hajoamista jopa pitkäaikaisen altistuksen jälkeen jopa 1100 asteen lämpötiloille.
2. Petrokemian käsittely
Etyleenikrakkausputkissa, reformerin ulostuloissa ja siirtoputkissa Incoloy 800 kestää yli 800 asteen lämpötiloja samalla kun se vastustaa hiiltymistä ja hapettumista. Näissä vaativissa sovelluksissa käyttöikä on usein yli 10 vuotta.
3. Sähköntuotanto
Ydinhöyrygeneraattorin putkissa ja tavanomaisissa voimalaitoskomponenteissa seos tarjoaa erinomaisen kestävyyden korkean -lämpöveden ja höyryn korroosiota vastaan säilyttäen samalla mekaaniset ominaisuudet paineen alaisena.
4. Lämmityselementit ja teollisuusuunit
Hapettumisenkestävyyden ja lujuuden yhdistelmä korkeissa lämpötiloissa tekee Incoloy 800:sta ihanteellisen sähkölämmityselementtien vaippaan, säteilyputkiin ja muihin uunin komponentteihin, joissa lämpötilat ylittävät säännöllisesti 800 astetta.
Incoloy 800 Alloy Variants
Vielä parempaa suorituskykyä vaativiin sovelluksiin on saatavana kaksi erikoisversiota:
Incoloy 800H:Korkeampi hiilipitoisuus (0,05-0,10 %) parantaa virumismurtolujuutta yli 600 astetta.
Incoloy 800HT:Tarjoaa lisäparannuksia kontrolloiduilla alumiini- ja titaanilisäaineilla ylivertaisten jännitysmurtumisominaisuuksien saavuttamiseksi.
Nämä vaihtoehdot soveltuvat erityisen hyvin sovelluksiin, joihin liittyy jatkuvaa kuormitusta lämpötila-alueen yläpäässä.
Johtopäätös
Incoloy 800 on monipuolinen ja luotettava korkeiden lämpötilojen-lejeerinki, jolla on poikkeuksellinen lämmönkestävyys, mekaaniset ominaisuudet ja korroosionkestävyys. Sen kyky ylläpitää rakenteellista eheyttä kryogeenisistä lämpötiloista aina 816 asteeseen (1500 asteeseen F) asti jatkuvassa käytössä ja 1100 asteeseen (2012 astetta F) lyhytaikaisessa altistumisessa tekee siitä korvaamattoman arvokkaan useilla vaativilla aloilla.
