Inconel 600 proti Incoloy 800: Izbira nikljeve zlitine za komponente peči za toplotno obdelavo

Kaj sta Inconel 600 in Incoloy 800 in kako se njuni sestavi razlikujeta?

Inconel 600 je zlitina niklja-kroma-železa, zgrajena na osnovi, bogati z-nikljem (najmanj 72 %), medtem ko je Incoloy 800 v bistvu zlitina na osnovi železa-s samo 30-35 % niklja - premišljena, zgodovinsko dokumentirana izbira oblikovanja, ki obe zlitini postavi na nasprotni strani cene-v primerjavi s-visokotemperaturnim-spektrom učinkovitosti.

Vir: tehnični bilteni Special Metals Corporation SMC-027 (zlitina INCONEL 600) in SMC-046 (zlitina INCOLOY 800).

Incoloy 800 je bil uveden v petdesetih letih 20. stoletja posebej za zapolnitev potrebe po zlitini, odporni na vročino- in korozijo-z relativno nizko vsebnostjo niklja, saj je bil nikelj takrat označen za strateško kovino. To ni naključna zgodovina - to je konstrukcijska logika, ki še danes ločuje obe zlitini. Visoka vsebnost niklja v Inconelu 600 daje odlično odpornost na redukcijske razmere in ga praktično ščiti pred obremenitvijo kloridnih-ionov-korozijskega razpokanja; Dodatki aluminija in titana v Incoloy 800 (prisotni v 600 le v sledovih, če sploh) tvorijo ojačitvene oborine, ki delno kompenzirajo nižjo vsebnost niklja pri povišani temperaturi.

Katera zlitina ima višjo najvišjo delovno temperaturo za komponente peči?

Inconel 600 ima višjo glavno storitev-temperaturno zgornjo mejo - neprekinjeno uporabo do 2.000 stopinj F (1.093 stopinj) -, medtem ko se standardni Incoloy 800 običajno uporablja zaradi njegovih lastnosti trdnosti do približno 1.500 stopinj F (816 stopinj); za delovanje peči nad to točko Incoloyjevi lastni-temperaturni različici, 800H in 800HT, zapolnita velik del vrzeli.

Special Metals opisuje vsestranskost Inconela 600 kot obseg "temperatur od kriogenih do nad 2000 stopinj F (1095 stopinj)" in neposredno navaja, da je zlitina zaradi trdnosti in odpornosti proti oksidaciji pri visokih temperaturah uporabna za retorte, dušilke, valjčna kurišča in druge komponente peči. Nasprotno pa Special Metals navaja, da se Incoloy 800 "uporablja zaradi svojih lastnosti trdnosti pri delovnih temperaturah do približno 1500 stopinj F (816 stopinj)" in da se "za aplikacije, ki zahtevajo visoko odpornost proti lezenju ali pretrganju, namesto tega uporabljajo zlitine INCOLOY 800H ali 800HT".

Oba, 800H in 800H T, imata nadzorovano območje ogljika (0,05-0,10 % oziroma 0,06-0,10 %) in najmanjšo grobo velikost zrn (ASTM 5 ali grobejša), ki je posebej zasnovana za dvig lezeče in pretrgalne trdnosti nad tisto, kar zagotavlja standard 800, s čimer se razširja praktično območje temperature v peči Družina 800 je precej presegla projektno točko osnovne zlitine 1500 stopinj F.

Katera zlitina se bolje upira naogljičenju v atmosferah peči?

Inconel 600 absorbira izmerljivo manj ogljika kot Incoloy 800HT pri enakih pogojih naogljičenja: Lastni 100-urni plinski-test naogljičenja v atmosferi vodika/2 % metana kaže, da Inconel 600 pridobiva 2,66–12,30 mg/cm2 v primerjavi s 4,94–21,58 mg/cm2 za Incoloy 800HT - približno polovica povečanja teže pri obeh testiranih temperaturah.

Vir: Special Metals Corporation, preskusi naogljičenja s plinom (100 h) v atmosferi vodik/2 % metana (testna atmosfera 1700 stopinj F je vsebovala tudi 5 % argona), tehnični bilten INCONEL zlitine 600 SMC-027.

Ta-ob-vzporednem preskusu je eno redkih mest, kjer lahko specifikator-komponente peči vidi Inconel 600 in Incoloy 800HT, merjeno glede na isto izpostavljenost naogljičenju v enem samem nadzorovanem poskusu. Naogljičenje je pri tej aplikaciji izjemno pomembno, ker atmosfere peči, ki vsebujejo-ogljikovodike (endotermni plin, krekirani amoniak in podobna okolja za naogljičenje, ki se uporabljajo v pečeh za naogljičenje in naogljičenje s plinom) poganjajo ogljik na površino vpenjal peči, pri čemer nastanejo notranji karbidi, ki postanejo krhki in skrajšajo življenjsko dobo vpenjal. Nižji vnos ogljika pomeni neposredno daljšo življenjsko dobo za košare, pladnje in napeljave, ki večkrat krožijo skozi ogljikove atmosfere.

Katera zlitina se bolje upira ciklični oksidaciji in luščenju?

Lastno testiranje ciklične oksidacije podjetja Special Metals pri 1800 stopinjah F (980 stopinjah) - z uporabo ponavljajočih se 15-minutnih segrevanja in 5-minutnih ciklov hlajenja na zraku v 1000 urah - neposredno primerja Inconel 600 z nerjavnim jeklom tipa 304, nerjavnim jeklom tipa 309 in Incoloyjem 800HT in dokazuje, da sestava nikelj-krom-železo Inconel 600 obdrži svojo zaščitno oksidno lestvico veliko bolje kot obe nerjavni jekli pri ponavljajočih termičnih ciklih.

Odpornost proti oksidaciji je ciklično in ne enakomerno-stanje bolj realističen preizkus za napeljave peči, ki se segrevajo in ohlajajo z vsako proizvodno serijo, namesto da ostanejo pri eni sami temperaturi namakanja za nedoločen čas. Ponavljajoče se termično kroženje povzroči, da zaščitna obloga kromovega -oksida na kateri koli zlitini poči in se zlomi zaradi toplotnega raztezanja in krčenja osnovne kovine; zlitina, ki se najbolje upira temu lomljenju, obdrži svojo zaščitno plast in s tem odpornost proti koroziji v več ciklih segrevanja-hlajenja.

Neposredna vključitev Incoloy 800HT s strani Special Metals v to isto primerjavo - namesto ločenega testiranja - poudarja, da sta bili obe zlitini-bogati z nikljem razviti z upoštevanjem točno tega načina odpovedi v-peči, čeprav test kaže najvišjo-nikljevo zlitino (600) z najmočnejšim zadrževanjem vodnega kamna v skupini.

Katera zlitina nudi boljšo odpornost na nitriranje?

Lastni proizvajalec Inconel 600 izrecno pozicionira kot standardni material za posode za nitriranje zaradi njegove odpornosti na absorpcijo dušika pri visoki temperaturi, kar je specifična uporaba z imenom, ki se ne pojavlja v tehnični literaturi podjetja Incoloy 800.

Special Metals jasno navaja, da je Inconel 600 "standardni material za posode za nitriranje zaradi svoje odpornosti na dušik pri visokih temperaturah." Peči za nitriranje uporabljajo atmosfero-disociacije amoniaka (približno 25 % dušika, 75 % vodika) za difuzijo dušika v površine jeklenih delov, pri čemer je vsaka naprava peči, ki je izpostavljena tej atmosferi, sama v nevarnosti, da se zavzame dušik in postane krhka. Ker lastna objavljena literatura Incoloy 800 ne podaja enakovredne trditve glede-odpornosti na nitriranje, morajo vpenjala in vsebniki posebej za peči za nitriranje privzeto uporabljati Inconel 600, razen če terenski podatki podpirajo alternativo.

Kako se obe zlitini primerjata pri lezenju in napetosti-porušitveni trdnosti?

Objavljeni podatki o trdnosti-pretrganja Inconel 600 segajo čisto do 2000 stopinj F (1093 stopinj), medtem ko je Special Metals izrecno povedal, da se standardni Incoloy 800 "običajno ne uporablja za aplikacije, ki zahtevajo optimalne-lastnosti pretrganja" - ta vloga pripada Incoloyu 800H in 800HT, katerih omejena kemija in grobejša velikost zrn so bili zasnovani posebej za dvig dolgoročne-visoke{12}}temperaturne trdnosti.

Vir: Special Metals Corporation-lastnosti (raztopina-obdelana pri 2050 stopinjah F/1121 stopinjah, zračno-hlajeno), tehnični bilten INCONEL zlitine 600 SMC-027.

Za vpenjalne elemente peči pod dolgotrajno obremenitvijo pri visoki temperaturi - podpore za dušilce, valjčne-zvitke za kurišče ali sevalne{2}}obešala za cevi - lezenje-je običajno vodilna konstrukcijska lastnost pretrgalna trdnost, ne natezna trdnost. Standardni Incoloy 800 vzdržuje konstrukcijske obremenitve samo do približno 1500 stopinj F po kodeksu ASME za bojlerje in tlačne posode, medtem ko Incoloy 800H in 800HT nadzorujeta 0,05-0,10 % (ali 0,06-0,10 %) vsebnosti ogljika in ASTM 5-ali-grobo zrnatost je posebej odobril Odbor za kodeks ASME za višje konstrukcijske napetosti pri 1100–1500 stopinjah F (593–816 stopinjah) in več, po analizi 87 vročin in 1052 podatkovnih točk Sveta za lastnine kovin. Kjer je prednostna naloga trajne visokotemperaturne nosilnosti, je tehnično pravilna primerjava Inconel 600 z 800H ali 800HT posebej – ne osnovni Incoloy 800 -.

Kako se obe zlitini primerjata glede kloridne odpornosti{0}}na korozijsko razpokanje?

Najmanjša vsebnost niklja v Inconelu 600 je 72 %, zaradi česar je skoraj odporen na klorid-obremenitve-korozijske razpoke, medtem ko lahko Incoloy 800 z nižjo vsebnostjo 30-35 % niklja omogoči pokanje v težkih laboratorijskih pogojih – čeprav je odpornost Incoloya 800 še vedno dovolj visoka, da se običajno uporablja za zamenjavo materialov, ki so že odpovedali storitev iz točno tega načina napake.

To je pomembno za opremo peči, ki je občasno izpostavljena kontaminaciji s kloridom - ostankom kaljenja, morskim ali industrijskim atmosferam ali čistilnim kemikalijam - poleg visoke-temperature. Splošno metalurško pravilo, potrjeno v lastni literaturi Special Metals, je, da se nagnjenost avstenitnih zlitin k razpokanju v kloridnih raztopinah zmanjšuje z večanjem vsebnosti niklja. Inconel 600 z najmanj 72 % niklja je na enem koncu tega spektra; Incoloy 800, s približno polovično vsebnostjo niklja, sedi dlje vzdolž njega, vendar njegova odpornost še vedno bistveno presega odpornost standardnih napeljav iz avstenitnega nerjavečega jekla serije 300, ki jih običajno nadomešča.

Ali sta obe zlitini nagnjeni k senzibilizaciji med termičnim cikliranjem peči?

Da - obe zlitini imata isto temeljno ranljivost: kromovi karbidi se izločajo na mejah zrn v približno istem območju 1000–1400 stopinj F (540–760 stopinj) tako za Inconel 600 kot Incoloy 800, napeljave peči, ki se v vsakem ciklu večkrat segrejejo skozi ta pas, pa so izpostavljene enakemu tveganje preobčutljivosti, ne glede na izbrano zlitino.

Tehnična literatura Special Metals za obe zlitini opisuje v bistvu enak mehanizem: titanovi nitridi in karbidi (ali v primeru 600's cianonitridi) nastajajo neodvisno od toplotne obdelave, medtem ko se kromovi karbidi posebej obarjajo med 1000 stopinj F in 1800 stopinj F (540-980 stopinj) za Inconel 600 in 1.000-2.000 stopinj F (540-1.095 stopinj) za Incoloy 800, pri čemer je najbolj agresiven pas preobčutljivosti za obe zlitini pri 1.000-1.400 stopinj F (540-760 stopinj).

Special Metals objavlja celo diagrame časovne-temperature-preobčutljivosti za Incoloy 800, ki temelji na Hueyjevem testu (vrela 65-odstotna dušikova kislina), posebej za kvantificiranje tega tveganja. Special Metals v praksi opisuje preobčutljivost kot "ni težava pri večini visoko-temperaturnih aplikacij" za katero koli zlitino - pomembno je predvsem, ali bo vpenjalo kasneje dekapirano ali izpostavljeno agresivnemu vodnemu okolju, medtem ko je še vedno v občutljivem stanju, kar je neobičajno za vpenjala, ki ostanejo v peči.

Kakšne so zlitine v primerjavi stroškov in strategije izbire materiala?

Incoloy 800 obstaja posebej zato, ker je bil Inconel 600 zaradi visoke vsebnosti niklja drag in v petdesetih letih 20. stoletja strateško omejen - Kemija na osnovi železa-Incoloy 800-je bila namerna inženirska zamenjava-za zagotavljanje ustrezne toplotne in korozijske odpornosti pri delčku vsebnosti niklja, in ta stroškovna logika še vedno vodi izbira med tema dvema družinama zlitin danes.

To ni marketinška pripoved; to je dokumentiran izvor zlitine. Lastna zgodovina zlitine Special Metals navaja, da je bil Incoloy 800 "predstavljen na trgu v petdesetih letih prejšnjega stoletja, da bi zapolnil potrebo po zlitini, odporni na vročino- in korozijo-z relativno nizko vsebnostjo niklja, saj je bil nikelj takrat označen za 'strateško' kovino."

Za opremo peči, kjer največja, najteža vpenjala (valjčki-zvitki ognjišča, veliki dušilci, snopi sevalnih cevi) prevladujejo nad stroški materiala, lahko določitev Incoloy 800 ali 800H/800HT povsod, kjer sta sprejemljiva njegova nižja delovna-temperaturna zgornja meja in nekoliko nižja-trdnost proti lezenju, znatno zmanjša skupne stroške vpenjal. v primerjavi z zasnovo-Inconel-600, medtem ko je 600 rezerviran posebej za najvišje{10}}temperature, najbolj naogljičenju ali nitriranju izpostavljene komponente v isti peči.

Kako se zlitine primerjajo pri izdelavi in ​​varjenju za proizvodnjo napeljave za peči?

Obe zlitini sta zlahka vroče- in hladno-oblikovani, imata skoraj enako stopnjo utrjevanja ob-obdelovanju in ju je mogoče variti z INCONEL polnilno kovino 82 -, kar je resnično priročno prekrivanje za trgovine, ki izdelujejo mešane-zlitine za peč, saj lahko ena sama polnilna kovina združi obe osnovni zlitini ali različen-kovinski spoj med njimi.

Vir: tehnični bilteni Special Metals Corporation SMC-027 (zlitina INCONEL 600) in SMC-046 (zlitina INCOLOY 800).

Kateri standardi urejajo Inconel 600 in Incoloy 800 za izdelavo komponent peči?

Obe zlitini sta odobreni v skladu s kodeksom ASME za kotle in tlačne posode z namenskimi kodnimi primeri - Inconel 600 pod kodnim primerom 1827 in Incoloy 800/800H/800HT pod kodnim primerom 1325 - z vzporednimi, a različnimi specifikacijami oblike-izdelka za vsako družino zlitin.

Vir: Tabele »Razpoložljivi izdelki in specifikacije« Special Metals Corporation, tehnični bilteni INCONEL zlitine 600 in INCOLOY zlitine 800.

Katero zlitino bi morali določiti za komponente peči za toplotno obdelavo?

Določite Inconel 600 za najhujšo izpostavljenost naogljičevanju in nitriranju, najvišje temperature v peči ali katero koli komponento, kjer je korozijsko razpokanje zaradi kloridne-korozije realno tveganje; določite Incoloy 800 (ali 800H/800HT za višjo-temperaturo,-nosilnost), kjer temperature v peči ostanejo blizu ali pod približno 1500–1800 stopinj F in so nižji stroški materiala prednostna naloga.

• Izberite Inconel 600 za:Posode in napeljave peči za nitriranje, kjer je 600 imenovani standardni material.
• Izberite Inconel 600 za:Atmosfere z močno naogljičenjem (endotermni plin, peči za kaljenje), kjer zmanjšanje pobiranja ogljika podaljša življenjsko dobo vpenjala.
• Izberite Inconel 600 za:Neprekinjeno delovanje nad približno 1800–2000 stopinj F, na zgornjem robu ali zunaj praktičnega območja Incoloy 800H/800HT.
• Izberite Inconel 600 za:Komponente s kakršno koli realno izpostavljenostjo kontaminaciji s kloridi poleg visoke vročine.
• Izberite Incoloy 800 / 800H / 800HT za:Velike, težke napeljave - dušilci, valjčni-zvitki za ognjišča, nosilci za sevalne cevi -, kjer lestvica stroškov materiala s tonažo in delovno temperaturo ostane znotraj ovoja 800 družin.
• Izberite Incoloy 800 / 800H / 800HT za:Trajna nosilnost nad 1500 stopinjami F, kjer 800H ali 800HT ASME-priznane višje konstrukcijske napetosti zadostujejo za uporabo.
• Izberite Incoloy 800 / 800H / 800HT za:Aplikacije, kjer je korozijsko-pokanje-ki ga povzroči-korozijsko tveganje nizko, a ne{2}}ničelno, in -znatna vsebnost niklja v Incoloyu 800 zagotavlja ustrezno rezervo pred alternativami iz nerjavnega jekla.

Pri zasnovah peči iz mešanih-zlitin se obe zlitini naravno ujemata: Inconel 600 za napeljave in posode, ki so izpostavljene najtežji atmosferi ali najvišji lokalni temperaturi, in Incoloy 800/800H/800HT za večje strukturne napeljave, kjer nižja vsebnost niklja zmanjša skupne stroške materiala, ne da bi zmanjšala celotno življenjsko dobo peči.

Pogosto zastavljena vprašanja

V: Kakšna je glavna razlika med Inconel 600 in Incoloy 800?

A: Inconel 600 (UNS N06600) je zlitina na osnovi niklja-z najmanj 72 % niklja, medtem ko je zlitina Incoloy 800 (UNS N08800) na osnovi železa-s samo 30-35 % niklja. Ta razlika v sestavi daje Inconelu 600 boljšo odpornost na naogljičenje in nitriranje ter višjo delovno{12}}temperaturno zgornjo mejo, medtem ko Incoloy 800 ponuja bistveno nižje stroške materiala - kompromis, ki izhaja neposredno iz zasnove Incoloy 800 iz petdesetih let 20. stoletja glede ohranjanja niklja.

V: Katera zlitina je boljša odpornost na karburizacijo v atmosferi peči?

A: Inconel 600. Lastni 100-urni test naogljičenja Special Metals v atmosferi vodika/2 % metana kaže, da Inconel 600 pridobi približno polovico teže (2,66–12,30 mg/cm2), kot jo pridobi Incoloy 800HT (4,94–21,58 mg/cm2) pri enaki izpostavljenosti.

V: Ali se lahko Incoloy 800 uporablja pri enakih temperaturah kot Inconel 600?

A: Ne povsem. Inconel 600 se neprekinjeno uporablja do 2000 stopinj F (1093 stopinj), medtem ko je standardni Incoloy 800 na splošno omejen na približno 1500 stopinj F (816 stopinj) za zasnovo, ki-temelji na trdnosti. Za delo v peči pri višjih{12}}temperaturah različici 800H in 800HT - z nadzorovano vsebnostjo ogljika in grobejšo velikostjo zrn - razširita praktično temperaturno območje Incoloy 800 in zapolnita velik del vrzeli.

V: Ali je Inconel 600 ali Incoloy 800 boljši za napeljavo peči za nitriranje?

A: Inconel 600. Special Metals ga izrecno imenuje kot standardni material za posode za nitriranje zaradi njegove odpornosti na absorpcijo dušika pri visoki temperaturi; Lastna objavljena literatura Incoloy 800 ne vsebuje enakovredne trditve.

V: Zakaj ima Incoloy 800 tako nizko vsebnost niklja v primerjavi z Inconelom 600?

A: Incoloy 800 je bil predstavljen v petdesetih letih prejšnjega stoletja posebej za zmanjšanje odvisnosti od niklja, ki je bil takrat razvrščen kot strateška kovina z omejeno ponudbo. Njegova kemija-na osnovi železa (30-35 % niklja v primerjavi z najmanj 72 % Inconel 600) je bila namerno strošek in dobava-ki temelji na inženirskem kompromisu, ne pa cilj uspešnosti sam po sebi.

V: Ali sta Inconel 600 in Incoloy 800 odporna na kloridno napetost-korozijsko razpokanje?

A: Inconel 600 velja za praktično odporen zaradi visoke vsebnosti niklja. Incoloy 800 lahko zaradi nižje vsebnosti niklja poči v težkih laboratorijskih pogojih, vendar je njegova odpornost še vedno dovolj visoka, da se običajno uporablja za zamenjavo materialov, ki so že odpovedali pri uporabi s tem natančnim mehanizmom.

V: Ali Inconel 600 in Incoloy 800 uporabljata isto varilno dodajno kovino?

A: Za GTAW in GMAW, da - obe zlitini sta običajno spojeni z polnilno kovino INCONEL 82. Za obločno varjenje z zaščiteno kovino-Inconel 600 običajno uporablja varilno elektrodo INCONEL 182, medtem ko Incoloy 800 uporablja elektrodo INCO-WELD A.