Inconel 600 vs Incoloy 800: niklisulamite valik kuumtöötlusahju komponentide jaoks

Mis on Inconel 600 ja Incoloy 800 ning kuidas nende koostised erinevad?

Inconel 600 on nikli-kroom-rauasulam, mis on ehitatud nikli-rikkale alusele (minimaalselt 72%), samas kui Incoloy 800 on põhimõtteliselt raua-põhine sulam, milles on ainult 30-35% niklit, - mis on ajalooliselt kavandatud kahe eesmärgiga. kulu-versus-kõrge-temperatuuri-jõudlusspekter.

Allikas: Special Metals Corporationi tehnilised bülletäänid SMC-027 (INCONEL sulam 600) ja SMC-046 (INCOLOY sulam 800).

Incoloy 800 võeti kasutusele 1950. aastatel, et täita vajadus suhteliselt madala niklisisaldusega kuuma{2}}- ja korrosioonikindla-sulami järele, kuna niklit nimetati sel ajal strateegiliseks metalliks. See ei ole juhuslik ajalugu, - see on disainiloogika, mis lahutab kahte sulamit ka tänapäeval. Inconel 600 kõrge niklisisaldus tagab suurepärase vastupidavuse redutseerivatele tingimustele ja praktiliselt immuniseerib selle kloriidi-ioonide pinge-korrosioonipragude vastu; Incoloy 800 alumiiniumi ja titaani lisandid (esinevad 600-s vaid väikestes kogustes, kui üldse) moodustavad tugevdavaid sademeid, mis osaliselt kompenseerivad selle madalamat niklisisaldust kõrgemal temperatuuril.

Millise sulami maksimaalne kasutustemperatuur ahju komponentide jaoks on kõrgem?

Inconel 600 pakub kõrgemat teenust-temperatuuri ülemmäära - pidev kasutamine kuni 2000 kraadi F (1093 kraadi) -, samas kui standardset Incoloy 800 tugevusnäitajad on üldiselt kasutusel kuni umbes 1500 kraadi F (816 kraadi); sellest punktist kõrgemal ahju töötamisel katavad Incoloy enda kõrge temperatuuriga{12}}variandid 800H ja 800HT suure osa vahest.

Special Metals kirjeldab Inconel 600 mitmekülgsust kui "temperatuuri krüogeensest kuni üle 2000 kraadi F (1095 kraadi)" ja ütleb otse, et sulami tugevus ja oksüdatsioonikindlus kõrgel temperatuuril muudavad selle kasulikuks retortide, muhvlite, rullkollete ja muude ahjukomponentide jaoks. Seevastu Special Metals väidab, et Incoloy 800 "kasutatakse selle tugevusomaduste tõttu töötemperatuuril kuni umbes 1500 kraadi F (816 kraadi)" ja et "rakendustes, mis nõuavad suurt roomamis- või rebenemistugevust, kasutatakse selle asemel INCOLOY sulameid 800H või 800HT".

Nii 800H kui ka 800H T kannavad kontrollitud süsinikuvahemikku (vastavalt 0,05-0,10% ja 0,06-0,10%) ja jämedamat minimaalset tera suurust (ASTM 5 või jämedam), mis on spetsiaalselt konstrueeritud tõstma roomamis- ja pingerebenemistugevust kaugemale sellest, mida standard 800 temperatuur pakub, pikendades sellega 800 hõngude perekonna tavapärast temperatuurivahemikku. baassulami 1500 kraadi F disainipunkt.

Milline sulam talub ahju atmosfääris paremini süsivesikuid?

Inconel 600 neelab identsetes karburiseerimistingimustes mõõdetavalt vähem süsinikku kui Incoloy 800HT: Special Metalsi enda 100 -tunnine gaasi-karburisatsioonikatse vesiniku/2% metaani atmosfääris näitab, et Inconel 600 suurendab 2,66–12,30 mg/cm2, 4 mg/4 cm2. Incoloy 800HT – mõlemal testitud temperatuuril ligikaudu pool kaalutõusust.

Allikas: Special Metals Corporation, gaasi karburiseerimise testid (100 h) vesiniku/2% metaani atmosfääris (1700 kraadi F katseatmosfäär sisaldas ka 5% argooni), INCONEL legoy 600 tehniline bülletään SMC-027.

See kõrvuti--test on üks väheseid kohti, kus ahju-osade spetsifikaator saab näha Inconel 600 ja Incoloy 800HT mõõdetuna sama karburiseeriva kokkupuute suhtes ühe kontrollitud katsega. Karburiseerimine on selle rakenduse puhul tohutult oluline, sest süsivesinikke{6}}kandvad ahju atmosfäärid (endotermiline gaas, krakitud ammoniaak ja sarnased karburiseerivad keskkonnad, mida kasutatakse-kõvendus- ja gaaskarburiseerivates ahjudes) juhivad süsinikku ahjudetailide pinnale, moodustades sisemisi karbiide, mis lühendavad metalli eluiga. Väiksem süsiniku neeldumine tähendab otse korvide, kandikute ja inventari pikemat kasutusiga, mis liiguvad korduvalt läbi süsivesikute tekitava atmosfääri.

Milline sulam talub paremini tsüklilist oksüdatsiooni ja katlakivi lõhenemist?

Special Metalsi enda tsüklilise oksüdatsiooni testimine temperatuuril 1800 kraadi F (980 kraadi) -, kasutades korduvat 15-minutilist kuumutamist ja 5-minutilist jahutustsüklit õhus 1000 tunni jooksul -, võrdleb Inconel 600 otseselt 304. tüüpi roostevaba terase, Incoloin 9 ja Incoloin 3 roostevaba terasega. 800HT ja näitab, et Inconel 600 nikkel-kroom-raud koostis säilitab korduva termilise tsükli korral oma kaitsva oksiidikatla palju paremini kui kahel roostevabal terasel.

Püsiseisundi asemel tsükliline{0}}oksüdatsioonikindlus on realistlikum test ahjude jaoks, mis soojenevad ja jahtuvad iga tootmispartiiga, mitte ei seisa lõputult ühel leotustemperatuuril. Korduv termiline tsükkel põhjustab mis tahes sulami kaitsva kroom-oksiidi katlakivi pragunemise ja selle all oleva metalli termilise paisumise ja kokkutõmbumise tõttu; sulam, mis sellele lõhenemisele kõige paremini vastu peab, säilitab oma kaitsekihi ja seega ka korrosioonikindluse rohkemate kuumus{3}}jahedate tsüklite jooksul.

Special Metalsi lisamine Incoloy 800HT otse samasse võrdlusse - selle asemel, et seda eraldi katsetada -, rõhutab, et mõlemad nikli-rikkad sulamid töötati välja täpselt seda ahju-tsüklitõrke režiimi silmas pidades, kuigi test näitab kõrgeimat-niklisulami skaala tugevaima retentsiooniga rühma (600.).

Milline sulam pakub paremat nitriidikindlust?

Inconel 600 on oma tootja poolt sõnaselgelt positsioneeritud nitriidimahutite standardmaterjalina, kuna see on vastupidav lämmastiku neeldumisele kõrgel temperatuuril. See on spetsiifiline nimega rakendus, mida Incoloy 800 enda tehnilises kirjanduses ei leidu.

Special Metals väidab selgelt, et Inconel 600 "on standardmaterjal nitriidimahutite jaoks, kuna see on kõrgel temperatuuril lämmastiku suhtes vastupidav." Nitridamisahjudes kasutatakse lämmastiku hajutamiseks terasest osade pindadele ammoniaagi-dissotsiatsiooniatmosfääri (ligikaudu 25% lämmastikku, 75% vesinikku) ning mis tahes selle atmosfääriga kokkupuutuva ahju seadeldis on ise lämmastiku kogumise ja rabestumise oht. Kuna Incoloy 800 enda avaldatud kirjandus ei esita samaväärset nitridimiskindluse-väidet, peaksid nitridimisahjude kinnitused ja mahutid vaikimisi kasutama Inconel 600, välja arvatud juhul, kui väliandmed toetavad alternatiivi.

Kuidas on need kaks sulamit libisemis- ja{0}}rebenemistugevuse poolest võrreldavad?

Inconel 600 avaldatud rebenemis-tugevusandmed ulatuvad puhtalt 2000 kraadi F (1093 kraadini), samas kui Special Metals on selgesõnaline, et standardset Incoloy 800 "tavaliselt ei kasutata rakendustes, mis nõuavad optimaalseid roomamis-rebenemisomadusi". keemia ja jämedama tera suurus töötati välja spetsiaalselt pikaajalise{11}}kõrgtemperatuuri{12}}tugevuse tõstmiseks.

Allikas: Special Metals Corporationi purunemise-omaduste tabel (lahus-töödeldud temperatuuril 2050 kraadi F/1121 kraadi, õhkjahutusega, INCONEL sulami 600 tehniline bülletään SMC-027.

Kõrgel temperatuuril püsiva koormuse all olevate ahjude puhul on - muhveltoed, rull--kolderullid või kiirgusega-torude riidepuud - libisemis-rebenemistugevus, mitte tõmbetugevus, tavaliselt konstruktsiooni omaduseks. Standardne Incoloy 800 toetab ASME katla ja surveanuma koodi järgi projekteerimispingeid ainult ligikaudu 1500 kraadi F, samas kui Incoloy 800H ja 800HT kontrollivad 0,05-0,10% (või 0,06-0,10% ASTM}5}{{{2ser'i ja 800% süsinikusisaldust ASME koodeksi komitee kiitis tera suuruse spetsiaalselt heaks suuremate projekteerimispingete jaoks temperatuuril 1100–1500 kraadi F (593–816 kraadi) ja kõrgemal, pärast Metals Property Councili 87 kuumuse ja 1052 andmepunkti analüüsi. Kui prioriteediks on püsiv kõrgel temperatuuril kandeteenus, on Inconel 600 võrdlemine konkreetselt 800H või 800HT-ga – mitte Incoloy 800 - baasil on tehniliselt õige võrdlus.

Kuidas on need kaks sulamit võrreldavad kloriidipinge{0}}korrosioonipragunemiskindluse osas?

Inconel 600 minimaalselt 72% niklisisaldus muudab selle praktiliselt immuunseks kloriid-ioonpinge-korrosioonipragude suhtes, samas kui Incoloy 800 madalam 30-35% niklisisaldus võib rasketes laboritingimustes võimaldada pragunemist – kuigi Incoloy 800 riknenud materjalide asendamiseks on see juba piisavalt kõrge, et selle töökindlus on endiselt kõrge. rikkerežiim.

See on oluline ahjuseadmete puhul, mis näevad lisaks kõrgel temperatuuril{2}}teenimisele ka vahelduvat kokkupuudet kloriidsaaste - kustutusjääkidega, mere- või tööstuskeskkonnaga või puhastuskemikaalidega -. Üldine metallurgia reegel, mida Special Metalsi enda kirjanduses kinnitab, on see, et austeniitsete sulamite kalduvus praguneda kloriidilahustes väheneb, kui niklisisaldus suureneb. Inconel 600, milles on minimaalselt 72% niklit, asub selle spektri ühes otsas; Ligikaudu poole väiksema niklisisaldusega Incoloy 800 asub sellest kaugemal, kuid selle vastupidavus ületab siiski oluliselt standardsete 300. seeria austeniitsetest roostevabast terasest kinnitusdetailide oma, mida see tavaliselt asendab.

Kas mõlemad sulamid võivad ahju termilise tsükli ajal sensibiliseerida?

Jah, - mõlemal sulamil on sama põhiline haavatavus: kroomkarbiidid sadestuvad tera piiridel ligikaudu samas vahemikus 1000–1400 kraadi F (540–760 kraadi) nii Inconel 600 kui ka Incoloy 800 puhul ning ahju kinnitusdetailid puutuvad kokku iga korduva kuumenemise riskiga. sulam on valitud.

Spetsiaalmetallide tehniline kirjandus mõlema sulami kohta kirjeldab sisuliselt sama mehhanismi: titaannitriidid ja -karbiidid (või 600. aasta puhul tsüanonitriidid) tekivad kuumtöötlemisest sõltumatult, kroomkarbiidid aga sadestuvad spetsiifiliselt vahemikus 1000–1800 kraadi F (540–980 kraadi juures). 1000–2000 kraadi F (540–1095 kraadi) Incoloy 800 puhul, kusjuures mõlema sulami kõige agressiivsem sensibiliseerimisriba on 1000–1400 kraadi F (540–760 kraadi).

Spetsiaalselt selle riski kvantifitseerimiseks avaldab Special Metals isegi Incoloy 800 aja{0}}temperatuuri-tundlikkuse diagrammid, mis põhinevad Huey testil (keeb 65% lämmastikhapet). Praktikas kirjeldab Special Metals sensibiliseerimist kui "probleemi enamiku kõrge temperatuuriga rakenduste puhul" kummagi sulami - puhul, see on esmajoones oluline, kas armatuur marineeritakse või puutub kokku agressiivse vesikeskkonnaga, samas kui see on sensibiliseeritud, mis on aeg-ajalt ahjus kasutatavate kinnitusdetailide puhul.

Kuidas sulamid kulude ja materjali valiku strateegias võrreldavad?

Incoloy 800 eksisteerib konkreetselt seetõttu, et Inconel 600 kõrge niklisisaldus muutis selle kalliks ja 1950. aastatel oli strateegiliselt piiratud - Incoloy 800 raua-põhine keemia teadlik insenerikaubandus-, et pakkuda piisavat soojus- ja korrosioonikindlust nende kahe loogilise sisu vahel, mis reguleerib nende kahe loogilise sisu vahel. sulamipered tänapäeval.

See ei ole turunduslik narratiiv; see on sulami dokumenteeritud päritolu. Special Metalsi enda sulami ajalugu väidab, et Incoloy 800 "toodi turule 1950. aastatel, et täita vajadus suhteliselt madala niklisisaldusega kuuma{3}} ja korrosioonikindla -sulami järele, kuna niklit nimetati sel ajal "strateegilise" metalliks.

Ahjuseadmete puhul, mille materjalikuludes domineerivad suurimad ja raskemad kinnitusdetailid (rull--kolderullid, suured muhvlid, kiirgustorude kimbud), määrates kindlaks Incoloy 800 või 800H/800HT kõikjal, kus selle madalam teenindus-temperatuuri lagi ja mõnevõrra madalam roomekulu võrreldes kogutugevusega{5}}võivad puruneda. kõik-Inconel-600 disain, reserveerides samal ajal 600 spetsiaalselt kõrgeima-temperatuuri, kõige karbureerivate või nitriidiga kokkupuutuvate komponentide jaoks samas ahjus.

Kuidas on sulamid ahjuseadmete valmistamisel ja keevitamisel võrreldavad?

Mõlemad sulamid on kergesti kuum- ja külmvormitavad{-, neil on peaaegu identne töö-kõvenemisaste ja mõlemat saab keevitada INCONEL Filler Metal'iga 82 -, mis on segatud-sulamist ahjude kinnitusdetailide valmistamise kauplustele tõeliselt mugav kattumine, kuna mõlemat täiteainet saab ühendada mitteväärismetalliga. nendevaheline{5}}metallist liigend.

Allikas: Special Metals Corporationi tehnilised bülletäänid SMC-027 (INCONEL sulam 600) ja SMC-046 (INCOLOY sulam 800).

Millised standardid kehtivad Inconel 600 ja Incoloy 800 ahjukomponentide valmistamisel?

Mõlemad sulamid on heaks kiidetud ASME katla ja surveanuma koodi alusel koos spetsiaalsete koodikarpidega - Inconel 600 koodijuhtumiga 1827 ja Incoloy 800/800H/800HT koodijuhtumiga 1325 - koos paralleelsete, kuid eristuvate toote-vormide spetsifikatsioonidega iga sulamiperekonna jaoks.

Allikas: Special Metals Corporation "Saadaolevad tooted ja spetsifikatsioonid" tabelid, INCONEL sulam 600 ja INCOLOY sulam 800 tehnilised bülletäänid.

Millist sulamit peaksite kuumtöötlusahju komponentide jaoks määrama?

Määrake Inconel 600 kõige tõsisema karburiseerimise ja nitreerimisega kokkupuute, ahju kõrgeimate temperatuuride või mis tahes komponendi jaoks, kus kloriidipinge{1}}korrosioonipragunemine on reaalne oht; määrake Incoloy 800 (või 800H/800HT kõrgema-temperatuuri, koormust{6}}kandva töö jaoks), kus ahju temperatuur jääb ligikaudu 1500–1800 kraadi F lähedale või alla selle ja madalamad materjalikulud on prioriteet.

• Valige Inconel 600:Ahju mahutid ja kinnitusdetailid, kus 600 on nimetatud standardmaterjal.
• Valige Inconel 600:Tugevalt süsivesikuid tekitavad atmosfäärid (endotermiline gaas, ümbris{0}}karastusahjud), kus süsiniku kogumise minimeerimine pikendab seadme eluiga.
• Valige Inconel 600:Pidev teenindus temperatuuril umbes 1800–2000 kraadi F, Incoloy 800H/800HT praktilise ulatuse ülemises servas või sellest kaugemale.
• Valige Inconel 600:Komponendid, mis lisaks kõrgele kuumusele on reaalselt kokku puutunud kloriidiga.
• Valige Incoloy 800 / 800H / 800HT:Suured, rasked kinnitusdetailid - summutid, rull--kolderullid, kiirgustorude toed -, kus materjalikulu koos tonnaaži ja kasutustemperatuuriga jääb 800-perekonna piiresse.
• Valige Incoloy 800 / 800H / 800HT:Pidev,{0}}kandev teenus temperatuuril üle 1500 kraadi F, kus 800H või 800HT ASME{5}}tunnustatud suuremad konstruktsioonipinged on rakenduse jaoks piisavad.
• Valige Incoloy 800 / 800H / 800HT:Rakendused, kus kloriidi-pingest tingitud-korrosioonipragunemine on väike, kuid mitte{2}}nulloht, ja Incoloy 800 endiselt-suur niklisisaldus tagab piisava varu roostevabast terasest alternatiivide ees.

-Segasulamist ahjude puhul paarituvad need kaks sulamit loomulikult: Inconel 600 kõige karmima atmosfääri või kõrgeima kohaliku temperatuuriga kokkupuutuvate tarvikute ja mahutite jaoks ning Incoloy 800/800H/800HT suuremate konstruktsiooniseadmete jaoks, mille madalam niklisisaldus vähendab materjali kogukulu, ilma et see kahjustaks kasutusiga.

Korduma kippuvad küsimused

K: Mis on Inconel 600 ja Incoloy 800 peamine erinevus?

A: Inconel 600 (UNS N06600) on nikli{2}}põhine sulam, milles on minimaalselt 72% niklit, samas kui Incoloy 800 (UNS N08800) on rauapõhine, ainult 30-35% niklit. See koostise erinevus annab Inconel 600-le parema karburatsiooni- ja nitriidikindluse ning kõrgema teenindustemperatuuri ülempiiri, samas kui Incoloy 800 pakub oluliselt madalamat materjalikulu - kompromissi, mis tuleneb otseselt Incoloy 800 1950. aastate disainieesmärgist niklit säästa.

K: Milline sulam talub ahju atmosfääris paremini süsivesikuid?

A: Inconel 600. Special Metalsi enda 100-tunnine süsivesikute test vesiniku/2% metaani atmosfääris näitab, et Inconel 600 võtab ligikaudu poole kaalus juurde (2,66-12,30 mg/cm2), kui Incoloy 800HT võtab sama kokkupuute korral juurde (4,94-21,58 mg/cm2).

K: Kas Incoloy 800 saab kasutada samadel temperatuuridel kui Inconel 600?

A: Mitte päris. Inconel 600 kasutatakse pidevalt kuni 2000 kraadi F (1093 kraadi), samas kui standardset Incoloy 800 on tugevuspõhise disaini jaoks üldiselt piiratud umbes 1500 kraadi F (816 kraadi). Kõrgema-temperatuuri ahjude jaoks laiendavad kontrollitud süsinikusisaldusega ja jämedama tera suurusega - 800H ja 800HT variandid - Incoloy 800 praktilist temperatuurivahemikku ja vähendavad suure osa vahest.

K: Kas Inconel 600 või Incoloy 800 sobivad ahjude nitreerimiseks paremini?

A: Inconel 600. Special Metals nimetab seda selgesõnaliselt nitriidimahutite standardmaterjaliks, kuna see on vastupidav lämmastiku neeldumisele kõrgel temperatuuril; Incoloy 800 enda avaldatud kirjandus ei esita samaväärset väidet.

K: Miks on Incoloy 800 niklisisaldus Inconel 600-ga võrreldes nii madal?

A: Incoloy 800 võeti kasutusele 1950. aastatel spetsiaalselt selleks, et vähendada sõltuvust niklist, mis seejärel klassifitseeriti piiratud pakkumisega strateegiliseks metalliks. Selle raua-põhine keemia (30-35% niklit versus Inconel 600 minimaalne 72%) oli teadlik kuludest ja pakkumisest-põhine tehniline kompromiss, mitte jõudluse eesmärk omaette.

K: Kas Inconel 600 ja Incoloy 800 on mõlemad vastupidavad kloriidipinge-korrosioonipragunemisele?

A: Inconel 600 peetakse selle suure niklisisalduse tõttu praktiliselt immuunseks. Incoloy 800 võib selle väiksema niklisisalduse tõttu rasketes laboritingimustes praguneda, kuid selle vastupidavus on siiski piisavalt kõrge, et seda kasutatakse tavaliselt materjalide asendamiseks, mis on selle täpse mehhanismi tõttu juba ebaõnnestunud.

K: Kas Inconel 600 ja Incoloy 800 kasutavad sama keevitustäitemetalli?

A: GTAW ja GMAW puhul on jah - mõlemad sulamid tavaliselt ühendatud INCONEL Filler Metal 82-ga. Varjestatud metalli-kaarkeevitamiseks kasutab Inconel 600 tavaliselt INCONEL Welding Electrode 182, samas kui Incoloy 800 kasutab INCONEL-i keevituselektroodit 182, samas kui Incoloy 800 kasutab INCONEL-i keevituselektroodit A.