Hợp kim 800 so với Hợp kim 800H và Hợp kim 800HT: So sánh toàn diện
Công ty TNHH Thép không gỉ Thiểm Tây Shangyoucung cấp đầy đủ dòng Incoloy 800 —Hợp kim 800 (UNS N08800),Hợp kim 800H (UNS N08810), VàHợp kim 800HT (UNS N08811)- ở dạng tấm, tấm, thanh tròn, ống liền mạch và dạng rèn. Các hợp kim niken-sắt-crom này có chung thành phần hóa học cơ bản (khoảng 32% Ni, 21% Cr, cân bằng Fe) nhưng khác nhau về thành phần quan trọng và các thông số xử lý nhiệt quyết định hiệu suất nhiệt độ cao của chúng.
Dòng 800 ban đầu được phát triển như một giải pháp thay thế có hàm lượng niken thấp hơn, tiết kiệm chi phí hơn cho Hợp kim 600 cho dịch vụ nhiệt độ cao. Khi các ứng dụng yêu cầu tuổi thọ dài hơn và nhiệt độ hoạt động cao hơn, dòng sản phẩm này đã phát triển:Hợp kim 800Hgiới thiệu carbon được kiểm soát (0,05-0,10%) và ủ dung dịch ở nhiệt độ cao để tối ưu hóa độ bền đứt gãy trên 600°C.Hợp kim 800HTtăng cường hơn nữa hàm lượng nhôm và titan (Al+Ti tối thiểu 0,85%) để mang lại độ bền rão cao nhất trong dòng sản phẩm cho hoạt động lên tới 900°C+. Tất cả ba hợp kim đều có sẵn với EN 10204 3.1 MTC, thử nghiệm PMI và truy xuất nguồn gốc đầy đủ.
Điểm khác biệt chính trong nháy mắt
| Tài sản |
Hợp kim 800 (UNS N08800) |
Hợp kim 800H (UNS N08810) |
Hợp kim 800HT (UNS N08811) |
| Hàm lượng cacbon |
Tối đa 0,10% (không có phút) |
0,05 – 0,10% |
0,06 – 0,10% |
| Nhôm + Titan (Al+Ti) |
0,30 – 1,20% |
0,30 – 1,20% |
0,85 – 1,20% (tối thiểu 0,85%) |
| Nhiệt độ ủ giải pháp |
980 – 1.040°C |
≥ 1.121°C (2.050°F) |
≥ 1.149°C (2.100°F) |
| Kích thước hạt (ASTM) |
Không được chỉ định |
5 hoặc thô hơn |
5 hoặc thô hơn |
| Độ bền kéo, ủ |
520 MPa (75,8 ksi) phút |
450 MPa (65 ksi) phút |
450 MPa (65 ksi) phút |
| Sức mạnh năng suất (0,2%) |
150 MPa (22 ksi) phút |
172 MPa (25 ksi) phút |
172 MPa (25 ksi) phút |
| Độ giãn dài |
20% phút |
20% phút |
20% phút |
| Tỉ trọng |
~7,94 g/cm33 |
~7,94 g/cm33 |
~7,94 g/cm33 |
| Nhiệt độ dịch vụ leo tối đa |
593°C (1.100°F) |
593 – 760°C (1.100–1.400°F) |
700 – 900°C+ |
| Thiết kế bình áp lực ASME |
Không được phép trên 538°C |
Mã đã được phê duyệt; ứng suất cho phép cao hơn trên 593°C |
Mã đã được phê duyệt; ứng suất cho phép cao nhất |
So sánh thành phần hóa học
| Yếu tố |
Hợp kim 800 (UNS N08800) |
Hợp kim 800H (UNS N08810) |
Hợp kim 800HT (UNS N08811) |
| Niken (Ni) |
30,0 – 35,0% |
30,0 – 35,0% |
30,0 – 35,0% |
| Crom (Cr) |
19,0 – 23,0% |
19,0 – 23,0% |
19,0 – 23,0% |
| Sắt (Fe) |
39,5% phút (Số dư) |
39,5% phút (Số dư) |
39,5% phút (Số dư) |
| Cacbon (C) |
tối đa 0,10% |
0,05 – 0,10% |
0,06 – 0,10% |
| Nhôm (Al) |
0,15 – 0,60% |
0,15 – 0,60% |
0,25 – 0,60% |
| Titan (Ti) |
0,15 – 0,60% |
0,15 – 0,60% |
0,25 – 0,60% |
| Nhôm + Titan (Al+Ti) |
0,30 – 1,20% |
0,30 – 1,20% |
0,85 – 1,20% |
| Mangan (Mn) |
tối đa 1,5% |
tối đa 1,5% |
tối đa 1,5% |
| Silic (Si) |
tối đa 1,0% |
tối đa 1,0% |
tối đa 1,0% |
| Đồng (Cu) |
tối đa 0,75% |
tối đa 0,75% |
tối đa 0,75% |
| Lưu huỳnh (S) |
tối đa 0,015% |
tối đa 0,015% |
tối đa 0,015% |
Triết lý tiến hóa và thiết kế
Lịch sử phát triển
Dòng 800 được phát triển để giải quyết vấn đề chi phí niken tăng cao trong khi vẫn duy trì hiệu suất ở nhiệt độ cao. Hợp kim 800 cung cấp hàm lượng niken thấp hơn Hợp kim 600 với chi phí giảm. Tuy nhiên, khi nhiệt độ vận hành trong lò công nghiệp và nhà máy hóa dầu tăng lên, nhu cầu cải thiện độ bền từ biến trở nên quan trọng.
Hợp kim 800là lớp cơ bản ban đầu. Nó hoạt động tốt ở nhiệt độ lên tới khoảng 600°C, nơi độ rão không phải là vấn đề thiết kế chính.
Hợp kim 800Hđược phát triển bằng cách kiểm soát hàm lượng carbon ở mức tối thiểu 0,05% và áp dụng dung dịch ủ ở nhiệt độ cao ở ≥ 1.121°C để tạo ra cấu trúc hạt thô (ASTM 5 hoặc thô hơn). Những sửa đổi này mang lại độ bền chống đứt từ biến cao hơn đáng kể, khiến nó phù hợp với hoạt động ở nhiệt độ trên 600°C.
Hợp kim 800HTđại diện cho lớp cao cấp. Bằng cách nâng hàm lượng Al+Ti tối thiểu lên 0,85% (với mức tối thiểu riêng lẻ là 0,25% cho cả Al và Ti) và áp dụng nhiệt độ ủ dung dịch thậm chí còn cao hơn ( ≥ 1.149°C), 800HT đạt được độ bền rão cao nhất trong dòng.
Tại sao những khác biệt này lại quan trọng đối với sức mạnh của Creep
- Carbon được kiểm soát (0,05% tối thiểu): Thúc đẩy M23C6kết tủa cacbua tại các ranh giới hạt, giúp "ghim" các ranh giới và làm chậm quá trình trượt ranh giới hạt - cơ chế leo chiếm ưu thế trên ~600°C.
- Hạt thô (ASTM 5 hoặc thô hơn): Hạt lớn hơn có nghĩa là ranh giới hạt ít hơn trên một đơn vị thể tích. 800H/HT hạt thô cho thấy tuổi thọ đứt gãy dài hơn 2–4× so với vật liệu hạt mịn.
- Al+Ti tăng ≥0,85% (chỉ 800HT): Trong quá trình phơi nhiễm kéo dài ở 650–850°C, 800HT kết tủa pha γ' mịn, kết hợp (Ni3(Al,Ti)), cung cấp khả năng tăng cường phân tán mang lại độ bền đứt trong 100.000 giờ cao hơn khoảng 15–25% so với 800H ở 750–850°C.
Chống ăn mòn và hiệu suất nhiệt độ cao
Cả ba hợp kim đều có khả năng chống oxy hóa, cacbon hóa và nứt ăn mòn do ứng suất tốt, với sự khác biệt xuất hiện ở nhiệt độ cao.
Đặc điểm ăn mòn chính
| Loại ăn mòn |
Hợp kim 800 |
Hợp kim 800H |
Hợp kim 800HT |
| Chống oxy hóa |
Tốt đến ~982°C |
Tốt đến ~982°C |
Cao cấp trên 900°C |
| Kháng cacbon hóa |
Tốt |
Tốt hơn |
Thượng đẳng |
| Kháng SCC clorua |
Tốt (Nội dung Ni) |
Tốt |
Tốt |
| Sức mạnh leo thang |
Đường cơ sở |
~2–4× cải thiện |
Thêm 15–25% trên 800H |
| Chống mỏi nhiệt |
Vừa phải |
Tốt |
Tốt nhất (cân bằng Al/Ti) |
Sức mạnh của hợp kim 800:Hàm lượng niken cao (30-35%) mang lại khả năng chống nứt do ăn mòn do ứng suất clorua và độ giòn pha sigma tuyệt vời. Nó cũng cung cấp khả năng chống ăn mòn nước tốt trong nhiều môi trường hóa học.
Sức mạnh của hợp kim 800H:Cấu trúc hạt thô và carbon được kiểm soát cải thiện đáng kể các đặc tính rão và đứt ở nhiệt độ cao so với Hợp kim 800.
Sức mạnh của hợp kim 800HT:Việc kiểm soát Al+Ti chặt chẽ hơn và nhiệt độ ủ dung dịch cao hơn đảm bảo hiệu suất chống rão cao nhất và khả năng chống suy thoái ranh giới hạt ở nhiệt độ sử dụng cao nhất.
Khả năng nhiệt độ: Hướng dẫn nhiệt độ dịch vụ
| Cấp |
Nhiệt độ dịch vụ được đề xuất |
Bối cảnh ứng dụng |
| Hợp kim 800 |
593°C (1.100°F) |
Các ứng dụng không leo; dịch vụ giảm căng thẳng |
| Hợp kim 800H |
593 – 760°C (1.100–1.400°F) |
Dịch vụ hạn chế leo thang; máy cải tạo hơi nước/hydrocarbon |
| Hợp kim 800HT |
700 – 900°C+; lên tới ~982°C |
Ứng dụng leo cao nhất; máy cải tạo khí metan, cuộn bức xạ |
Giới hạn nhiệt độ thiết kế ASME:
- Hợp kim 800 (N08800)không được phép áp dụng thiết kế áp suất dựa trên từ biến trên 538°C (1.000°F) trong ASME Phần VIII Div. 1.
- Hợp kim 800H/HTnhận được giá trị ứng suất cho phép cao hơn đáng kể trên 593°C và được phê duyệt theo quy định cho dịch vụ chịu áp lực.
Hướng dẫn ứng dụng
Chọn hợp kim 800 khi:
| Khu vực ứng dụng |
Các trường hợp sử dụng cụ thể |
| Xử lý hóa chất |
Bộ trao đổi nhiệt, đường ống xử lý, dịch vụ axit nitric |
| Sưởi ấm công nghiệp |
Ứng dụng dưới 600°C; không quan trọng |
| Hạt nhân |
Ống tạo hơi nước (cấp hạt nhân) |
| Dự án nhạy cảm về chi phí |
Trường hợp nhiệt độ sử dụng không phù hợp với mức phí bảo hiểm 800H/HT |
| Dịch vụ ăn mòn nước |
Môi trường nhà máy hóa chất không yêu cầu độ rão cao |
Chọn hợp kim 800H khi:
| Khu vực ứng dụng |
Các trường hợp sử dụng cụ thể |
| hóa dầu |
Máy cải cách hơi nước/hydrocacbon, nồi hơi làm nguội lò ethylene |
| Phát điện |
Ống quá nhiệt và hâm nóng; máy sưởi nước cấp nồi hơi |
| Sưởi ấm công nghiệp |
Ống bức xạ, ống giảm âm, bình cổ cong trong thiết bị xử lý nhiệt |
| Dịch vụ hạn chế của Creep |
Nhiệt độ 600-760°C với yêu cầu về tuổi thọ thiết kế |
| Ống thay thế |
Phù hợp với cài đặt 800H hiện có |
Chọn hợp kim 800HT khi:
| Khu vực ứng dụng |
Các trường hợp sử dụng cụ thể |
| Máy cải tạo khí mêtan bằng hơi nước |
Cuộn dây bức xạ ở 850–982°C; sản xuất hydro |
| Cracking ethylene |
Đối lưu ống nhiệt phân và các phần bức xạ |
| Khí thải tuabin khí |
Bộ thu hồi nhiệt và hệ thống xả ở nhiệt độ 800–950°C |
| Dịch vụ đạp xe nhiệt |
Bộ trao đổi đường truyền; lò ủ liên tục |
| Tuổi thọ thiết kế dài (>30 năm) |
Các ứng dụng yêu cầu khả năng chống rão tối đa |
Những cân nhắc về hàn và chế tạo
| Diện mạo |
Hợp kim 800 |
Hợp kim 800H |
Hợp kim 800HT |
| Tính hàn |
Xuất sắc |
Xuất sắc |
Xuất sắc |
| Chất bổ sung được đề xuất |
ERNiCr-3 (Inconel 82) |
ERNiCr-3 (Inconel 82) |
ERNiCr-3 (Inconel 82) |
| Xử lý nhiệt sau hàn |
Không bắt buộc |
Nói chung không bắt buộc |
Nói chung không bắt buộc |
| PWHT cho các mặt cắt nặng |
Không bắt buộc |
620°C cho độ dày >25mm |
620°C cho độ dày >25mm |
| Tác động kích thước hạt |
— |
Quan trọng đối với thuộc tính leo |
Quan trọng đối với thuộc tính leo |
Lưu ý hàn quan trọng:ERNiCr-3 (Inconel 82) thường được chỉ định để hàn các hợp kim dòng 800 - không phù hợp với chất độn 800H - vì hàm lượng niken cao hơn (67%) mang lại độ dẻo dai vượt trội trong kim loại mối hàn. Thực hành này đã trở thành tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp ethylene và styrene trong hơn 40 năm.
Tóm tắt lựa chọn: Chọn hợp kim nào?
Chọn Hợp kim 800 khi:
- Nhiệt độ sử dụng bằng hoặc dưới 600°C
- Creep không phải là một mối quan tâm thiết kế
- Tối ưu hóa chi phí là ưu tiên hàng đầu
- Ứng dụng không phải là dịch vụ bình chịu áp lực trên 538°C
Chọn Hợp kim 800H khi:
- Nhiệt độ sử dụng là 600–760°C với độ rão là trình điều khiển thiết kế
- Yêu cầu tuân thủ mã bình áp lực ASME trên 593°C
- Tuổi thọ thiết kế dưới khoảng 30 năm
- Chi phí cao hơn 800 có thể chấp nhận được
Chọn Hợp kim 800HT khi:
- Nhiệt độ sử dụng vượt quá 700°C (1.300°F)
- Cần có cường độ đứt gãy tối đa
- Tuổi thọ thiết kế vượt quá 200.000 giờ (>30 năm)
- Chu trình nhiệt hiện diện trong môi trường dịch vụ
- Dịch vụ cải tạo khí metan hoặc bẻ khóa ethylene bằng hơi nước
- Nhiệt độ dịch vụ đạt 900°C+
Yêu cầu báo giá
Để được báo giá chi tiết hoặc hỗ trợ lựa chọn vật liệu, vui lòng cung cấp:
Cấp hợp kim đang được xem xét · Tiêu chuẩn bắt buộc · Hình thức sản phẩm · Kích thước · Số lượng · Điều kiện sử dụng (Nhiệt độ, Áp suất, Trung bình) · Ứng dụng · Cảng đích
Đối với dịch vụ nhiệt độ cao, cũng cung cấp:
Nhiệt độ vận hành · Yêu cầu gia nhiệt theo chu kỳ · Điều kiện khí quyển (Ôxi hóa/Khử/Cacbon hóa) · Yêu cầu về tuổi thọ thiết kế
Hành động mua sắm
- Yêu cầu báo giá hợp kim 800
- Yêu cầu báo giá hợp kim 800H
- Yêu cầu báo giá hợp kim 800HT
- Yêu cầu hỗ trợ lựa chọn hợp kim
- Tải lên bản vẽ hoặc MTO
Câu hỏi thường gặp
1. Sự khác biệt chính giữa Hợp kim 800, 800H và 800HT là gì?
Các hợp kim có chung thành phần hóa học cơ bản nhưng khác nhau về hàm lượng carbon, khả năng kiểm soát Al+Ti và nhiệt độ ủ dung dịch. Hợp kim 800H bổ sung cacbon được kiểm soát (0,05-0,10%) và hạt thô để có độ bền rão trên 600°C. Hợp kim 800HT siết chặt hơn nữa Al+Ti ( ≥0,85%) để có khả năng chống rão tối đa ở nhiệt độ cao nhất.
2. Hợp kim nào có độ bền đứt gãy tốt nhất?
Hợp kim 800HT có độ bền đứt khi rão cao nhất, mang lại độ bền đứt trong 100.000 giờ cao hơn khoảng 15-25% so với 800H ở 750-850°C.
3. Nhiệt độ sử dụng tối đa cho mỗi hợp kim là bao nhiêu?
Hợp kim 800 được khuyến khích sử dụng ở nhiệt độ 600°C. Hợp kim 800H phù hợp với nhiệt độ 593-760°C. Hợp kim 800HT được định mức cho hoạt động ở nhiệt độ 700-900°C+, bao gồm các ứng dụng lên đến ~982°C.
4. Số UNS của các hợp kim này là gì?
Hợp kim 800 là UNS N08800; Hợp kim 800H là UNS N08810; Hợp kim 800HT là UNS N08811. Số Werkstoff của Châu Âu lần lượt là 1,4876, 1,4958 và 1,4959.
5. Tiêu chuẩn nào áp dụng cho các hợp kim này?
ASTM B409 (tấm/tấm/dải), ASTM B407 (ống/ống liền mạch), ASTM B408 (thanh) và ASME SB-409 (tấm bình áp lực) áp dụng cho cả ba loại.
6. Hợp kim 800H hoặc 800HT có thể được làm cứng theo thời gian không?
Không. Tất cả các hợp kim dòng 800 đều được tăng cường bằng dung dịch rắn và không bị cứng lại do lão hóa. Các hợp kim được tăng cường thông qua kiểm soát hàm lượng carbon và kích thước hạt, không phải thông qua quá trình làm cứng kết tủa.
7. Tôi nên chọn hợp kim nào cho dịch vụ cải tạo khí metan?
Hợp kim 800HT là lựa chọn ưu tiên cho cuộn bức xạ trong máy cải tạo khí metan hơi nước hoạt động ở nhiệt độ 850-982°C. Đối với các ống thay thế phù hợp với hệ thống lắp đặt hiện có, có thể sử dụng 800H.
8. Hợp kim 800H và 800HT có được phê duyệt mã cho dịch vụ chịu áp lực không?
Đúng. Cả 800H và 800HT đều được phê duyệt theo ASME Phần VIII Div. 1, với giá trị ứng suất cho phép cao hơn đáng kể trên 593°C. Hợp kim 800 không được phép sử dụng cho thiết kế áp suất dựa trên độ rão trên 538°C.
9. Chất hàn nào được khuyên dùng cho dòng 800?
ERNiCr-3 (Inconel 82) thường được chỉ định để hàn 800H và 800HT, không phù hợp với chất hàn 800H. Hàm lượng niken cao hơn mang lại độ dẻo từ biến tốt hơn trong kim loại mối hàn.
10. Thông tin nào cần thiết cho việc lựa chọn vật liệu?
Vui lòng cung cấp nhiệt độ hoạt động, thiết kếtuổi thọ, cho dù có liên quan đến chu trình nhiệt hay không, yêu cầu về áp suất và môi trường hóa học (oxy hóa, khử hoặc cacbon hóa). Nhóm của chúng tôi có thể cung cấp hướng dẫn chuyên môn dựa trên các điều kiện dịch vụ cụ thể của bạn.