Inconel 600 u odnosu na Incoloy 800: Odabir legure nikla za komponente peći za toplinsku obradu

Što su Inconel 600 i Incoloy 800 i po čemu se njihov sastav razlikuje?

Inconel 600 je legura nikla-kroma-željeza izgrađena na bazi bogatoj-niklom (minimalno 72%), dok je Incoloy 800 u osnovi legura-na bazi željeza sa samo 30-35% nikla - namjeran, povijesno dokumentiran izbor dizajna koji dvije legure stavlja na suprotne strane cijene-u odnosu na-visoku-temperaturu i spektar performansi.

Izvor: Tehnički bilteni Special Metals Corporation SMC-027 (INCONEL legura 600) i SMC-046 (INCOLOY legura 800).

Incoloy 800 uveden je 1950-ih posebno kako bi se ispunila potreba za legurom otpornom na toplinu- i koroziju-s relativno niskim sadržajem nikla, budući da je nikal u to vrijeme bio označen strateškim metalom. Ovo nije slučajna povijest - to je logika dizajna koja i danas razdvaja dvije legure. Visok sadržaj nikla u Inconelu 600 daje izvrsnu otpornost na redukcijske uvjete i praktički ga štiti od kloridnog-naprezanja-korozijskog pucanja; Dodaci aluminija i titana u Incoloyu 800 (prisutni u 600 samo u tragovima, ako ih uopće ima) stvaraju taloge za jačanje koji djelomično kompenziraju niži sadržaj nikla na povišenoj temperaturi.

Koja legura ima višu maksimalnu radnu temperaturu za komponente peći?

Inconel 600 ima veću upotrebnu vrijednost-temperaturni strop - kontinuiranu upotrebu do 2000 stupnjeva F (1093 stupnjeva ) - dok se standardni Incoloy 800 općenito koristi zbog svojih karakteristika čvrstoće do oko 1500 stupnjeva F (816 stupnjeva); za rad peći iznad te točke, Incoloyeve vlastite-temperaturne varijante, 800H i 800HT, zatvaraju velik dio praznine.

Special Metals opisuje svestranost Inconela 600 kao raspon "temperatura od kriogenih do iznad 2000 stupnjeva F (1095 stupnjeva)" i izravno navodi da je čvrstoća i otpornost na oksidaciju legure na visokim temperaturama čine korisnom za retorte, prigušnice, valjkasta ložišta i druge komponente peći. Nasuprot tome, Special Metals navodi da se Incoloy 800 "koristi zbog svojih karakteristika čvrstoće na radnim temperaturama do oko 1500 stupnjeva F (816 stupnjeva )" i da se "za primjene koje zahtijevaju visoku otpornost na puzanje ili kidanje koriste INCOLOY legure 800H ili 800HT".

I 800H i 800H T imaju kontrolirani raspon ugljika (0,05-0,10% i 0,06-0,10% respektivno) i grublju minimalnu veličinu zrna (ASTM 5 ili grublju) posebno projektiranu za povećanje puzanja i čvrstoće na pucanje iznad onoga što daje standard 800, proširujući praktični raspon temperature peći Obitelj 800 znatno je prešla projektiranu točku osnovne legure od 1500 stupnjeva F.

Koja legura bolje podnosi karburizaciju u atmosferi peći?

Inconel 600 apsorbira mjerljivo manje ugljika nego Incoloy 800HT pod identičnim uvjetima naugljičavanja: vlastiti 100-satni plin-test naugljičavanja tvrtke Special Metals u atmosferi vodika/2% metana pokazuje da Inconel 600 dobiva 2,66-12,30 mg/cm2, u usporedbi s 4,94-21,58 mg/cm2 za Incoloy 800HT - otprilike polovica povećanja težine na obje testirane temperature.

Izvor: Special Metals Corporation, testovi karburizacije plinom (100 h) u atmosferi vodik/2% metana (testna atmosfera od 1700 stupnjeva F također je sadržavala 5% argona), INCONEL legura 600 tehnički bilten SMC-027.

Ovaj usporedni--test jedno je od rijetkih mjesta na kojima specifikator-komponenti peći može vidjeti Inconel 600 i Incoloy 800HT u usporedbi s istom izloženošću naugljičavanju u jednom, kontroliranom eksperimentu. Pougljičenje je iznimno važno u ovoj primjeni jer atmosfere peći koje-sadrže ugljikovodike (endotermni plin, krekirani amonijak i slična okruženja za pougljičenje koja se koriste u pećima za kaljenje-i plinskim pougljičenjem) potiskuju ugljik na površinu učvršćenja peći, stvarajući unutarnje karbide koji krte metal i skraćuju život učvršćenja. Niži unos ugljika izravno se prevodi u duži radni vijek košara, pladnjeva i pribora koji stalno kruže kroz atmosferu naugljičenja.

Koja je legura bolja otporna na cikličku oksidaciju i pucanje kamenca?

Vlastito ispitivanje cikličke oksidacije tvrtke Special Metals na 1800 stupnjeva F (980 stupnjeva) - korištenjem ponavljanih 15-minutnih ciklusa zagrijavanja i 5-minutnih ciklusa hlađenja na zraku tijekom 1000 sati - izravno uspoređuje Inconel 600 s nehrđajućim čelikom tipa 304, nehrđajućim čelikom tipa 309 i Incoloyem 800HT, i pokazuje da sastav nikal-krom-željezo Inconela 600 zadržava svoju zaštitnu oksidnu skalu daleko bolje od dva nehrđajuća čelika pod ponovljenim toplinskim ciklusima.

Otpornost na oksidaciju je realističniji test za cikličko, a ne stabilno-stanje za učvršćenje peći, koje se zagrijavaju i hlade sa svakom proizvodnom serijom umjesto da beskonačno stoje na jednoj temperaturi namakanja. Ponavljani toplinski ciklusi uzrokuju pucanje i lomljenje zaštitne naslage krom-oksida na bilo kojoj leguri uslijed toplinskog širenja i skupljanja ispod metala; legura koja se najbolje odupire ovom pucanju zadržava svoj zaštitni sloj, a time i otpornost na koroziju, tijekom više ciklusa zagrijavanja-hlađenja.

Uključivanje Incoloya 800HT od strane Special Metalsa izravno u ovu istu usporedbu - umjesto da ga zasebno testira - naglašava da su obje legure bogate niklom-razvijene imajući na umu točan način kvara u peći-, iako test pokazuje najvišu-leginu nikla (600) s najjačim zadržavanjem kamenca u skupini.

Koja legura nudi bolju otpornost na nitriranje?

Inconel 600 je izričito pozicioniran od strane vlastitog proizvođača kao standardnog materijala za posude za nitriranje zbog njegove otpornosti na apsorpciju dušika pri visokim temperaturama, specifične, imenovane primjene koja se ne pojavljuje u vlastitoj tehničkoj literaturi Incoloya 800.

Special Metals jasno navodi da je Inconel 600 "standardni materijal za posude za nitriranje zbog svoje otpornosti na dušik pri visokim temperaturama." Peći za nitriranje koriste disocijacijske atmosfere-amonijaka (otprilike 25% dušika, 75% vodika) za difuziju dušika u površine čeličnih dijelova, a bilo koje učvršćenje peći koje je izloženo ovoj atmosferi samo po sebi je u opasnosti od nakupljanja dušika i krtosti. Budući da Incoloy 800 vlastita objavljena literatura ne daje ekvivalentnu tvrdnju o otpornosti-na nitriranje, uređaji i spremnici za peći za nitriranje trebali bi biti postavljeni na Inconel 600 osim ako terenski podaci ne podržavaju alternativu.

Kako se te dvije legure mogu usporediti u pogledu otpornosti na puzanje i naprezanje-na kidanje?

Objavljeni podaci Inconela 600 o čvrstoći na lom-proširuju se jasno do 2000 stupnjeva F (1093 stupnja), dok Special Metals izričito kaže da se standardni Incoloy 800 "obično ne koristi za primjene koje zahtijevaju optimalna svojstva puzanja-na lom" - ta uloga pripada Incoloyju 800H i 800HT, čija je ograničena kemija i krupnija veličina zrna dizajnirani su posebno za povećanje dugoročne-čvrstoće na visokim-temperaturama.

Izvor: Special Metals Corporation-tablica svojstava rupture (otopina-tretirana na 2.050 stupnjeva F/1.121 stupanj, zračno-hlađeno), INCONEL legura 600 tehnički bilten SMC-027.

Za učvršćenje peći pod trajnim opterećenjem pri visokoj temperaturi - oslonci prigušnice, valjci-valjci ložišta ili radijacijske{2}}vješalice za cijevi - puzanje-čvrstoća na kidanje, a ne vlačna čvrstoća, obično je glavno svojstvo dizajna. Standardni Incoloy 800 podržava projektirana opterećenja samo do otprilike 1500 stupnjeva F prema ASME Kodeksu za kotlove i tlačne posude, dok Incoloy 800H i 800HT kontroliraju 0,05-0,10% (ili 0,06-0,10%) sadržaj ugljika i ASTM 5-ili-krupniju veličinu zrna posebno je odobrio Odbor za kodeks ASME za veća projektirana naprezanja na 1100-1500 stupnjeva F (593-816 stupnjeva ) i više, nakon analize 87 zagrijavanja i 1052 podatkovne točke od strane Vijeća za imovinu metala. Tamo gdje je održiva nosivost pri visokim temperaturama prioritet, usporedba Inconela 600 s 800H ili 800HT konkretno - a ne osnovnog Incoloya 800 - je tehnički ispravna usporedba.

Kako se dvije legure mogu usporediti u otpornosti na kloridno naprezanje-korozijsko pucanje?

Minimalan sadržaj nikla od 72% u Inconelu 600 čini ga praktički otpornim na klorid-naprezanje-korozijsko pucanje, dok Incoloy 800 s nižim udjelom nikla od 30-35% može dopustiti pucanje u teškim laboratorijskim uvjetima - iako je otpornost Incoloya 800 još uvijek dovoljno visoka da se obično koristi za zamjenu materijala koji su već otkazali uslugu iz ovog točno načina kvara.

Ovo je važno za opremu peći koja je povremeno izložena kontaminaciji kloridima - ostacima kaljenja, morskoj ili industrijskoj atmosferi ili kemikalijama za čišćenje - uz rad na visokim-temperaturama. Opće metalurško pravilo, potvrđeno u vlastitoj literaturi Special Metals, je da se sklonost austenitnih legura pucanju u otopinama klorida smanjuje kako se povećava sadržaj nikla. Inconel 600, s minimalno 72% nikla, nalazi se na jednom kraju tog spektra; Incoloy 800, s otprilike upola manjim sadržajem nikla, nalazi se dalje uz njega, ali njegova otpornost još uvijek znatno premašuje onu standardnih armatura od austenitnog nehrđajućeg čelika serije 300 koje obično zamjenjuje.

Jesu li obje legure sklone senzibilizaciji tijekom toplinskog ciklusa u peći?

Da - obje legure dijele istu temeljnu ranjivost: kromovi karbidi talože se na granicama zrna u otprilike istom rasponu od 1000-1400 stupnjeva F (540-760 stupnjeva) za Inconel 600 i Incoloy 800, a učvršćenja peći koja se opetovano zagrijavaju kroz ovu traku u svakom ciklusu izložena su istom rizik od preosjetljivosti bez obzira koja je legura odabrana.

Tehnička literatura Special Metals za obje legure opisuje u biti isti mehanizam: titanijevi nitridi i karbidi (ili, u slučaju 600-ih, cijanonitridi) nastaju neovisno o toplinskoj obradi, dok se kromovi karbidi talože posebno između 1000 stupnjeva F i 1800 stupnjeva F (540-980 stupnjeva ) za Inconel 600, i 1.000-2.000 stupnjeva F (540-1.095 stupnjeva ) za Incoloy 800, s najagresivnijom trakom osjetljivosti za obje legure na 1.000-1.400 stupnjeva F (540-760 stupnjeva ).

Special Metals čak objavljuje vremenske-temperaturne-dijagrame senzibilizacije za Incoloy 800 na temelju Huey testa (kipuća 65% dušična kiselina) posebno za kvantificiranje ovog rizika. U praksi Special Metals opisuje senzibilizaciju kao "nije problem u većini visoko-temperaturnih primjena" za obje legure - prvenstveno je važno hoće li se učvršćenje kasnije dekapirati ili izložiti agresivnom vodenom okruženju dok je još u osjetljivom stanju, što je neuobičajeno za učvršćenje koje ostaje u peći.

Kakve su legure u odnosu na cijenu i strategiju odabira materijala?

Incoloy 800 postoji posebno zato što ga je Inconel 600 zbog visokog sadržaja nikla učinio skupim i, u 1950-ima, strateški ograničen - Kemija Incoloya 800-zasnovana na željezu bila je namjerna inženjerska zamjena-da bi se pružila odgovarajuća otpornost na toplinu i koroziju uz djelić sadržaja nikla, a ta logika troškova još uvijek upravlja izbor između ove dvije obitelji legura danas.

Ovo nije marketinška priča; to je dokumentirano podrijetlo legure. Vlastita povijest legure Special Metalsa navodi da je Incoloy 800 "uveden na tržište 1950-ih kako bi se zadovoljila potreba za legurom otpornom na toplinu- i koroziju-s relativno niskim sadržajem nikla budući da je nikal u to vrijeme bio označen kao 'strateški' metal."

Za opremu peći gdje najveća, najteža učvršćenja (valjka-valjke s ložištem, veliki prigušnici, snopovi radijirajućih cijevi) dominiraju troškovima materijala, specificiranje Incoloy 800 ili 800H/800HT gdje god su prihvatljivi niži radni-temperaturni strop i nešto niža puzajuća-čvrstoća na kidanje može značajno smanjiti ukupne troškove učvršćenja u usporedbi s potpuno-Inconel-600 dizajnom, dok je 600 rezervirano posebno za najviše-temperature, komponente koje su najviše izložene karburizaciji ili nitriranju u istoj peći.

Kakve su legure u usporedbi u proizvodnji i zavarivanju za proizvodnju armature za peći?

Obje legure su lako vruće- i hladno-oblikovane, dijele gotovo identičnu radnu{2}}brzinu otvrdnjavanja i obje se mogu zavarivati s INCONEL metalnim punilom 82 - što je stvarno prikladno preklapanje za trgovine koje proizvode armature za peći-od mješovitih legura, budući da jedan dodatni metal može spojiti obje osnovne legure ili različit-metalni spoj između njih.

Izvor: Tehnički bilteni Special Metals Corporation SMC-027 (INCONEL legura 600) i SMC-046 (INCOLOY legura 800).

Koji standardi reguliraju Inconel 600 i Incoloy 800 za izradu komponenti peći?

Obje legure odobrene su prema ASME Kodeksu za kotlove i tlačne posude s namjenskim slučajevima koda - Inconel 600 pod kodom Case 1827 i Incoloy 800/800H/800HT pod kodom 1325 - s paralelnim, ali različitim specifikacijama oblika proizvoda-za svaku obitelj legura.

Izvor: Tablice "Dostupni proizvodi i specifikacije" Special Metals Corporation, tehnički bilteni INCONEL legura 600 i INCOLOY legura 800.

Koju leguru trebate navesti za komponente peći za toplinsku obradu?

Odredite Inconel 600 za najtežu izloženost naugljičavanju i nitriranju, najvišim temperaturama u peći ili bilo kojoj komponenti gdje je kloridno naprezanje-korozijsko pucanje realan rizik; navedite Incoloy 800 (ili 800H/800HT za višu-temperaturu,-nosivost) gdje temperature peći ostaju blizu ili ispod otprilike 1500-1800 stupnjeva F, a manji troškovi materijala su prioritet.

• Odaberite Inconel 600 za:Spremnici i oprema za peći za nitriranje, gdje je 600 nazvani standardni materijal.
• Odaberite Inconel 600 za:Atmosfere s jakim naugljičenjem (endotermni plin, peći za kaljenje) gdje minimiziranje skupljanja ugljika produljuje vijek trajanja učvršćenja.
• Odaberite Inconel 600 za:Kontinuirana radna temperatura iznad otprilike 1800-2000 stupnjeva F, na gornjem rubu ili izvan praktičnog raspona Incoloy 800H/800HT.
• Odaberite Inconel 600 za:Komponente s bilo kakvom realnom izloženošću kontaminaciji kloridima uz visoku toplinu.
• Odaberite Incoloy 800 / 800H / 800HT za:Velika, teška učvršćenja - prigušnice, valjkasti-valjke za ognjište, nosači radijirajućih cijevi - gdje troškovi materijala s tonažom i radnom temperaturom ostaju unutar okvira od 800 obitelji.
• Odaberite Incoloy 800 / 800H / 800HT za:Trajna,{0}}nosivost rada iznad 1500 stupnjeva F gdje su 800H ili 800HT ASME-priznata veća naprezanja dizajna dovoljna za primjenu.
• Odaberite Incoloy 800 / 800H / 800HT za:Primjene gdje-naprezanje-korozijsko pucanje uzrokovano kloridom predstavlja nizak, ali ne{2}}nulti rizik, a Incoloy 800 još uvijek-značajan sadržaj nikla pruža odgovarajuću marginu u odnosu na alternative od nehrđajućeg čelika.

U dizajnu peći od -mješovitih legura, dvije legure prirodno se slažu: Inconel 600 za armature i spremnike koji su izloženi najtežoj atmosferi ili najvišoj lokalnoj temperaturi, i Incoloy 800/800H/800HT za veće konstrukcijske armature gdje niži sadržaj nikla smanjuje ukupne troškove materijala bez ugrožavanja ukupnog životnog vijeka peći.

Često postavljana pitanja

P: Koja je glavna razlika između Inconel 600 i Incoloy 800?

A: Inconel 600 (UNS N06600) je legura na bazi-nikla s najmanje 72% nikla, dok je Incoloy 800 (UNS N08800) na bazi-željeza sa samo 30-35% nikla. Ova razlika u sastavu daje Inconelu 600 bolju otpornost na pougljičenje i nitriranje te višu radnu-temperaturu, dok Incoloy 800 nudi znatno nižu cijenu materijala - kompromis koji se izravno vraća na cilj dizajna Incoloya 800 iz 1950-ih o očuvanju nikla.

P: Koja legura bolje podnosi karburizaciju u atmosferi peći?

A: Inconel 600. Vlastiti 100-satni test pougljičavanja tvrtke Special Metals u atmosferi vodika/2% metana pokazuje da Inconel 600 dobiva otprilike upola manju težinu (2,66-12,30 mg/cm2) od Incoloy 800HT (4,94-21,58 mg/cm2) pri istom izlaganju.

P: Može li se Incoloy 800 koristiti na istim temperaturama kao Inconel 600?

A: Ne sasvim. Inconel 600 koristi se kontinuirano do 2000 stupnjeva F (1093 stupnja), dok je standardni Incoloy 800 općenito ograničen na oko 1500 stupnjeva F (816 stupnjeva) za dizajn temeljen-na čvrstoći. Za rad u peći na višim{12}}temperaturama, varijante 800H i 800HT - s kontroliranim sadržajem ugljika i grubljom veličinom zrna - proširuju praktični temperaturni raspon Incoloya 800 i zatvaraju velik dio praznine.

P: Je li Inconel 600 ili Incoloy 800 bolji za učvršćenje peći za nitriranje?

A: Inconel 600. Special Metals ga izričito navodi kao standardni materijal za posude za nitriranje zbog njegove otpornosti na apsorpciju dušika pri visokim temperaturama; Vlastita objavljena literatura Incoloya 800 ne daje ekvivalentnu tvrdnju.

P: Zašto Incoloy 800 ima tako nizak sadržaj nikla u usporedbi s Inconelom 600?

A: Incoloy 800 uveden je 1950-ih posebno kako bi se smanjilo oslanjanje na nikal, koji je tada klasificiran kao strateški metal u ograničenoj ponudi. Njegova kemija-bazirana na željezu (30-35% nikla u odnosu na Inconel 600 s minimalno 72%) bio je namjeran kompromis-pokretan troškovima i opskrbom, a ne sam po sebi cilj izvedbe.

P: Jesu li Inconel 600 i Incoloy 800 otporni na kloridno naprezanje-korozijsko pucanje?

A: Inconel 600 se smatra praktički otpornim zbog visokog sadržaja nikla. Incoloy 800 se može natjerati da pukne u teškim laboratorijskim uvjetima zbog nižeg sadržaja nikla, ali njegova otpornost je još uvijek dovoljno visoka da se obično koristi za zamjenu materijala koji su već otkazali u radu upravo zbog ovog mehanizma.

P: Koriste li Inconel 600 i Incoloy 800 isti dodatni metal za zavarivanje?

A: Za GTAW i GMAW, da - obje legure se obično spajaju s INCONEL Filler Metal 82. Za zaštićeno metalno-lučno zavarivanje, Inconel 600 obično koristi INCONEL elektrodu za zavarivanje 182, dok Incoloy 800 koristi INCO-WELD A elektrodu.