Incoloy 800 (UNS N08800),Incoloy 800H(N08810), ו-Incoloy 800HT (UNS N08811) הן שלוש סגסוגות השייכות למשפחת אינקולי. שלושת הסגסוגות הללו דומות מאוד, נבדלות רק מעט בתכולת הפחמן, האלומיניום והטיטניום שלהן. מאמר זה ינתח אותם על סמך תכונותיהם, ההבדלים בתהליכי טיפול בחום ותרחישים ישימים.
מה ההבדלים בין Incoloy 800, 800H ו-800HT?
I.תכולת הכרום בסגסוגת Incoloy 800 נעה בדרך כלל בין 15% ל-25%, בעוד שתכולת הניקל נעה בין 30% ל-45%, עם תוספת של כמויות קטנות של אלומיניום וטיטניום. לאחר קירור מהיר מטמפרטורות גבוהות, Alloy 800 נשארת באזור האוסטניטי החד-פאזי-; כתוצאה מכך, המיקרו-מבנה שלו במצב השירות מורכב משלב אוסטניטי אחד. בשל תכולת הכרום הגבוהה שלה ותכולת ניקל מספקת, הסגסוגת מציגה עמידות מעולה בפני קורוזיה בטמפרטורה גבוהה- ונמצאת בשימוש נרחב ביישומים תעשייתיים שונים.
II.בהשוואה לסגסוגת 800, Incoloy 800H מציע עמידות מוגברת לחמצון, חוזק-בטמפרטורה גבוהה ועמידות לזחילה. הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשיות המתכות, הפטרוכימיות והגרעיניות-במיוחד בייצור של מחוללי קיטור-והוא עומד כאחד החומרים המועמדים העיקריים לצינורות העברת חום במחוללי קיטור של תחנות כוח גרעיניות.
III.Incoloy 800HT מייצג איטרציה מתקדמת שפותחה מיסודות סגסוגות 800 ו-800H, מיועד בהתנגדות הזחילה המעולה שלו ועמידות יוצאת דופן בטמפרטורות-גבוהות במיוחד. Incoloy 800HT הוא אוסטניטי לחלוטין, נמוך{6}}ששייך לסדרת פחמן ניקל רום{{7} זהה לכל ברזל{{7}. בתור Incoloy 800; במיוחד ניתן לשלוט בקפדנות על תכולת הקובלט בתוך סגסוגת זו כדי להישאר מתחת ל-0.01%.
הבדלים בתהליכי טיפול בחום
Incoloy 800, 800H ו-800HT כולם דורשים טיפול בתמיסה כדי להבטיח את יציבות המבנה המיקרו-אוסטניטי שלהם; עם זאת, בשל הבדלים בהרכב הכימי, טמפרטורות טיפול החום הספציפיות שלהם, שיטות הקירור והדרישות הנוספות משתנות, כמפורט להלן:
I. Incoloy 800: טמפרטורת חישול התמיסה היא 1150-1180 מעלות, ולאחר מכן כיבוי מים לאחר זמן החזקה מתאים. המטרה היא להשיג מבנה אוסטניטי אחיד ולשפר הן את המשיכות והן עמידות בפני קורוזיה. בהתאם לצרכים הספציפיים, ניתן לבצע טיפול-להקלה במתח ב-850-900 מעלות (אחריו קירור אוויר), מה שהופך אותו למתאים לחלקי עבודה שעברו עבודה או ריתוך קר.
II. Incoloy 800H: טמפרטורת הטיפול בתמיסה היא בערך 1150 מעלות (שווה ערך ל-2100 מעלות F). הקירור מושג באמצעות כיבוי מים או קירור אוויר מהיר, במיוחד כדי למנוע את אזור ההתפרקות סביב 475 מעלות. דרישה עיקרית היא להשיג גודל גרגר ממוצע של ASTM דרגה 5 או גס יותר באמצעות טיפול בחום, ובכך לשפר את ביצועי הזחילה בטמפרטורה- גבוהה. חישול (לקשיות של פחות או שווה ל-HB 180) מומלץ לפני פעולות עיבוד חורים עמוקים-.
III. Incoloy 800HT: טיפול בתמיסה דורש בקרת טמפרטורה קפדנית (בטווח של ±10 מעלות). בעוד שטווח הטמפרטורות דומה לזה של Incoloy 800H, נדרש טיפול ייצוב נוסף כדי להבטיח משקעים אחידים של אלומיניום-טיטניום קרבידים. ציון זה מחייב גם מבנה גס- (גדול או שווה ל-90 מיקרומטר / ASTM דרגה 4); באמצעות טיפול חום מדויק, חוזק השבר- שלו מותאם עוד יותר, מה שהופך אותו לדרגה עם דרישות תהליך טיפול החום המחמירות ביותר מבין השלושה.
הבדלים בטמפרטורת הפעלה
I. Incoloy 800: בעל עמידות מצוינת בפני קורוזיה ועמידות בחום, המציג תכונות מכניות טובות בטמפרטורות גבוהות של עד 800 מעלות; הוא מפגין עמידות טובה בפני חמצון, הפחתה וניטריציה, כמו גם יכולת עיבוד טובה.
II. Incoloy 800H:סגסוגת כרום אוסטניטית-עמידה בחום-ניקל- הכוללת תכולת פחמן מבוקרת ותכולה מוגברת (Al+Ti) בהשוואה ל-Incoloy 800. טיפול חישול פתרון מיוחד מביא לגודל גרגר ממוצע של יותר מ-90 מיקרומטר או שווה ל-90 מיקרומטר מעל, שיפור משמעותי בטמפרטורה{0} של קרירות{0}. .
מציג חוזק פריצה-של זחילה מעולה בטמפרטורות גבוהות העולות על 600 מעלות, יחד עם עמידות טובה בפני חמצון, ניטרידציה וקורוזיה בתנאי קרבורציה.
III. Incoloy 800HT:סגסוגת ניקל-ברזל-אוסטניטית של כרום הכוללת תוכן מוגבר (Al+Ti) בהשוואה ל-Incoloy 800H. טיפול מיוחד בפיתוח חישול מביא לגודל גרגר ממוצע של יותר מ-90 מיקרומטר או שווה ל-90 מיקרומטר ולחוזק קרע-זחילה מעולה-במיוחד מעל 700 מעלות -בשל משקעים של שלבים עשירים בטיטניום-. מתחת ל-700 מעלות, משקעים של שלבים מלווה בהפחתה מקבילה במשיכות.
מפגין חוזק קריעה- יוצא מן הכלל בטמפרטורות מעל 700 מעלות; כאשר הוא נחשף לסביבות מצמצמות ומחמצנות מתחלפות, הוא מפגין עמידות מצוינת להפחתה, חמצון, ניטרידציה וקורוזיה אטמוספרית.
הבדלים באזורי יישום
I. Incoloy 800:דרגת יסוד-תכליתית המתאימה לסביבות טמפרטורה בינוניות-עד-נמוכות (פחות או שווה ל-650 מעלות) שבהן דרישות ההתנגדות לזחילה אינן מחמירות. הוא מציע גם ביצועים מצוינים ב-טמפרטורות-השומרים על קשיחות טובה אפילו בטמפרטורות קריוגניות נמוכות כמו -270 מעלות. היישומים העיקריים שלו כוללים ציוד לעיבוד מי ים, מערכות כבישה, רכיבים הנדסיים קריוגניים, כורים כימיים סטנדרטיים וצינורות קירור בתוך כורים גרעיניים (במיוחד בקטעי טמפרטורה בינונית{10}}נמוכה).
II. Incoloy 800H:דרגת נשיאה-בטמפרטורה גבוהה-מתוכננת לשירות מתמשך-לטווח ארוך בטווח הטמפרטורות של 650 מעלות עד 815 מעלות. הוא מנוצל בעיקר ברכיבים נושאי עומס-במגזר הפטרוכימי-כגון צינורות תנורי פיצוח אתילן וממירי סינתזה של אמוניה-כמו גם בתעשיית ייצור החשמל עבור מחמם-על של דוודים סופר-קריטיים וצינורות מחממים מחדש, ובתנורים תעשייתיים לקרינה{9}}.
III. Incoloy 800HT:דרגת טמפרטורה-גבוהה- במיוחד שתוכננה עבור תנאי הפעלה קיצוניים הכוללים טמפרטורות של מעל או שווה ל-815 מעלות ורמות מתח גבוהות. הוא משמש בעיקר ברכיבים קריטיים כגון גלילי תנורים בתנורי חימום-בטמפרטורה גבוהה, חרירי פליטה לטורבינות גז תעופה וחלל, וספינות לתנורים תעשייתיים- גדולים. סגסוגת זו מסוגלת לשמור על יציבות ממדית לאורך תקופות ממושכות בסביבות-טמפרטורות גבוהות במיוחד, ובכך למנוע כשל שנגרם-זחילה.
מַסְקָנָה
לסיכום, ההבדלים העדינים בתכולת הפחמן, האלומיניום והטיטניום בין Incoloy 800, 800H ו-800HT מביאים לשינויים ברורים בדרישות הטיפול בחום ובביצועי השירות שלהם, ובכך מבססים שיפוע ביצועים ברור שנע בין שימוש כללי-לכלי-לביצועים-גבוהים וביצועים{6} גבוהים{6} וטמפרטורה{5} גבוהה. ביישומים תעשייתיים מעשיים, בחירת הסגסוגת המתאימה דורשת התאמה מדויקת של המאפיינים המובנים של הסגסוגת עם הדרישות הספציפיות של תנאי ההפעלה:
Incoloy 800 מתאים לסביבות-עד-נמוכות ולסביבות מתח-נמוכות, שבהן צדדיות ויעילות-עלות הן שיקולים מרכזיים; Incoloy 800H יוצר איזון בין חוזק-טמפרטורות גבוה ומעשיות, מה שהופך אותו לבחירה המועדפת עבור רוב היישומים-נושא עומס-טמפרטורות גבוהות; ואילו Incoloy 800HT מפגין ביצועים יוצאי דופן בתנאי טמפרטורה-גבוהים- ולחץ- במיוחד בסביבות תובעניות שבהן דרישות בלתי מתפשרות להתנגדות-לטווח ארוך לזחילה ויציבות ממדית הן חשיבות עליונה.