Inconel 600 vs Incoloy 800: Isıl İşlem Fırını Bileşenleri için Nikel Alaşım Seçimi

Inconel 600 ve Incoloy 800 Nedir ve Bileşimleri Nasıl Farklılaşır?

Inconel 600, nikel-zengin bir baz (minimum %72) üzerine inşa edilmiş bir nikel-krom-demir alaşımıdır; Incoloy 800 ise temelde yalnızca %30-35% nikel içeren demir-bazlı bir alaşımdır -, iki alaşımı birbirinin karşıt uçlarına yerleştiren kasıtlı, tarihsel olarak belgelenmiş bir tasarım seçimidir. maliyet-ve-yüksek{12}}sıcaklık performansı spektrumu.

Kaynak: Special Metals Corporation teknik bültenleri SMC-027 (INCONEL alaşımı 600) ve SMC-046 (INCOLOY alaşımı 800).

Incoloy 800, 1950'lerde, özellikle ısıya- ve korozyona- dirençli, nispeten düşük nikel içeriğine sahip bir alaşım ihtiyacını karşılamak için piyasaya sürüldü; çünkü nikel o zamanlar stratejik bir metal olarak adlandırılmıştı. Bu tesadüfi bir tarih değildir -, bugün hâlâ iki alaşımı ayıran tasarım mantığıdır. Inconel 600'ün yüksek nikel içeriği, ona indirgeyici koşullara karşı mükemmel direnç kazandırır ve onu klorür-iyon stresi-korozyon çatlamasına karşı neredeyse bağışıklık kazandırır; Incoloy 800'ün alüminyum ve titanyum ilaveleri (600'de sadece eser miktarda bulunur), yüksek sıcaklıkta düşük nikel içeriğini kısmen telafi eden güçlendirici çökeltiler oluşturur.

Fırın Bileşenleri için Hangi Alaşım Daha Yüksek Maksimum Servis Sıcaklığına Sahiptir?

Inconel 600 daha yüksek bir başlık hizmeti-sıcaklık tavanı - 2.000 derece F'ye (1.093 derece) kadar sürekli kullanım - taşırken standart Incoloy 800 genellikle yaklaşık 1.500 derece F'ye (816 derece) kadar olan dayanıklılık özellikleri için kullanılır; bu noktanın üzerindeki fırın işleri için Incoloy'un kendi yüksek-sıcaklık çeşitleri olan 800H ve 800HT aradaki farkın çoğunu kapatıyor.

Special Metals, Inconel 600'ün çok yönlülüğünü "kriyojenik sıcaklıktan 2.000 derece F (1.095 derece) üzerindeki sıcaklıklara" kadar uzanan bir sıcaklık olarak tanımlıyor ve alaşımın yüksek sıcaklıktaki mukavemetinin ve oksidasyon direncinin onu imbikler, muflalar, silindir ocakları ve diğer fırın bileşenleri için yararlı hale getirdiğini doğrudan belirtiyor. Buna karşılık Special Metals, Incoloy 800'ün "yaklaşık 1.500 derece F'ye (816 derece) kadar olan servis sıcaklıklarında mukavemet özellikleri nedeniyle kullanıldığını" ve "yüksek sürünme veya kopma mukavemeti gerektiren uygulamalar için bunun yerine INCOLOY alaşımları 800H veya 800HT'nin kullanıldığını" belirtir.

Hem 800H hem de 800H T, kontrollü bir karbon aralığına (sırasıyla %0,05-%0,10 ve 0,06-%0,10) ve sürünme ve gerilim-kopma mukavemetini standart 800'ün sağladığının ötesine yükseltmek üzere özel olarak tasarlanmış daha kaba bir minimum tane boyutuna (ASTM 5 veya daha kaba) sahiptir ve 800 ailesinin pratik fırın çalışma sıcaklık aralığını temel alaşımın çok ötesine genişletir. 1.500 derece F tasarım noktası.

Hangi Alaşım Fırın Atmosferlerinde Karbürizasyona Daha İyi Direnir?

Inconel 600, aynı karbürleme koşulları altında Incoloy 800HT'den ölçülebilir derecede daha az karbon emer: Special Metals'in hidrojen/%2 metan atmosferinde kendi 100-saatlik gaz-karbürleme testi, Inconel 600'ün 2,66-12,30 mg/cm2 kazandığını gösterirken, Incoloy 800HT için bu değer 4,94-21,58 mg/cm2'dir. - test edilen her iki sıcaklıkta da kabaca yarı yarıya ağırlık artışı.

Kaynak: Special Metals Corporation, hidrojen/%2 metan atmosferinde gaz karbürizasyon testleri (100 saat) (1.700 derece F test atmosferi ayrıca %5 argon içeriyordu), INCONEL alaşımı 600 teknik bülteni SMC-027.

Bu-yan yana-test, bir fırın bileşeni belirleyicisinin tek, kontrollü bir deneyde aynı karbonlama maruziyetine karşı ölçülen Inconel 600 ve Incoloy 800HT'yi görebileceği birkaç yerden biridir. Karbürizasyon bu uygulamada son derece önemlidir, çünkü hidrokarbon- içeren fırın atmosferleri (endotermik gaz, kırık amonyak ve sertleştirme ve gazla karbürleme fırınlarında kullanılan benzer karbonlama ortamları) karbonu fırın fikstürlerinin yüzeyine sürerek, metali kırılganlaştıran ve fikstür ömrünü kısaltan dahili karbürler oluşturur. Daha düşük karbon alımı, karbonlama atmosferlerinde tekrar tekrar dönen sepetler, tepsiler ve demirbaşlar için doğrudan daha uzun hizmet ömrü anlamına gelir.

Hangi Alaşım Döngüsel Oksidasyona ve Ölçek Parçalanmasına Daha İyi Direnir?

Special Metals'in havada 1.000 saatin üzerinde tekrarlanan 15- dakikalık ısıtma ve 5- dakikalık soğutma döngüleri kullanılarak 1.800 F (980 derece) - sıcaklıkta kendi döngüsel oksidasyon testi -, Inconel 600'ü Tip 304 paslanmaz çelik, Tip 309 paslanmaz çelik ve Incoloy 800HT ile doğrudan karşılaştırır ve şunu gösterir: Inconel 600'ün nikel-krom-demir bileşimi, koruyucu oksit ölçeğini tekrarlanan termal döngü altında iki paslanmaz çeliğe göre çok daha iyi korur.

Sabit-durum yerine döngüsel oksidasyon direnci, süresiz olarak tek bir ıslatma sıcaklığında beklemek yerine her üretim partisinde ısınan ve soğuyan fırın armatürleri için daha gerçekçi bir testtir. Tekrarlanan termal döngü, herhangi bir alaşım üzerindeki koruyucu krom-oksit tabakasının, alttaki metalin termal genleşmesi ve daralması nedeniyle çatlamasına ve parçalanmasına neden olur; bu ufalanmaya en iyi direnen alaşım, daha fazla ısı-soğuma döngüsü boyunca koruyucu katmanını ve dolayısıyla korozyon direncini korur.

Special Metals'in Incoloy 800HT'yi ayrı ayrı test etmek yerine doğrudan bu karşılaştırmaya - dahil etmesi -, test grubun en güçlü tufal tutma özelliğine sahip en yüksek-nikel alaşımını (600) göstermesine rağmen, her iki nikel-zengin alaşımın da bu tam fırın-döngü arıza modu akılda tutularak geliştirildiğini vurgulamaktadır.

Hangi Alaşım Daha İyi Nitrasyon Direnci Sunar?

Inconel 600, Incoloy 800'ün kendi teknik literatüründe yer almayan özel, adlandırılmış bir uygulama olan, yüksek sıcaklıkta nitrojen emilimine karşı direnci nedeniyle, kendi üreticisi tarafından nitrürleme kapları için standart malzeme olarak açıkça konumlandırılmıştır.

Special Metals, Inconel 600'ün "yüksek sıcaklıklarda nitrojene karşı direnci nedeniyle nitrürleme kapları için standart malzeme olduğunu" açıkça belirtiyor. Nitrürleme fırınları, nitrojeni çelik parça yüzeylerine yaymak için amonyak-ayrışma atmosferlerini (kabaca %25 nitrojen, %75 hidrojen) kullanır ve bu atmosfere maruz kalan herhangi bir fırın donanımının kendisi de nitrojen toplanması ve gevrekleşmesi riski altındadır. Incoloy 800'ün yayınlanmış literatüründe eşdeğer bir nitrürleme direnci iddiası bulunmadığından, nitrürleme fırınlarına yönelik donanımlar ve kaplar, saha verileri bir alternatifi desteklemediği sürece varsayılan olarak Inconel 600'ü kullanmalıdır.

İki Alaşım Sürünme ve Gerilim-Kopma Dayanımı Açısından Nasıl Karşılaştırılır?

Inconel 600'ün yayınlanmış kopma-mukavemeti verileri net bir şekilde 2.000 F (1.093 derece) seviyesine kadar uzanırken, Special Metals, standart Incoloy 800'ün "normalde optimum sürünme-kopma özellikleri gerektiren uygulamalar için kullanılmadığını" - bu rolün kısıtlı kimyası ve daha kaba tane boyutu özel olarak tasarlanmış olan Incoloy 800H ve 800HT'ye ait olduğunu açıkça belirtmektedir. uzun-vadeli, yüksek-sıcaklık dayanımı.

Kaynak: Special Metals Corporation kırılma-özellikleri tablosu (çözelti{-2.050 derece F/1.121 derece sıcaklıkta işlendi, havayla-soğutuldu), INCONEL alaşımı 600 teknik bülteni SMC-027.

Yüksek sıcaklıkta sürekli yük altındaki fırın armatürleri için - mufla destekleri, silindir-ocak ruloları veya radyant-boru askıları - sürünme-kopma mukavemeti, genellikle çekme mukavemeti değil, geçerli olan tasarım özelliğidir. Standart Incoloy 800, ASME Kazan ve Basınçlı Kap Kodu uyarınca yalnızca kabaca 1.500 derece F'ye kadar olan tasarım gerilimlerini destekler; Incoloy 800H ve 800HT'nin kontrollü %0,05-0,10 (veya %0,06-0,10) karbon içeriği ve ASTM 5-veya-daha iri tane boyutu özel olarak onaylanmıştır. Metal Mülkiyet Konseyi tarafından 87 ısı ve 1.052 veri noktasının analizi sonrasında 1.100-1.500 derece F (593-816 derece) ve ötesinde daha yüksek tasarım stresleri için ASME Kod Komitesi. Sürekli yüksek sıcaklıkta yük taşıma hizmetinin öncelik olduğu durumlarda, Inconel 600'ü özellikle 800H veya 800HT ile - temel Incoloy 800 - ile değil - karşılaştırmak teknik açıdan doğru karşılaştırmadır.

İki Alaşım Klorür Stresi-Korozyon Çatlama Direnci Açısından Nasıl Karşılaştırılır?

Inconel 600'ün minimum %72'lik nikel içeriği, onu klorür-iyon stresi-korozyon çatlamasına karşı neredeyse bağışıklı hale getirirken, Incoloy 800'ün daha düşük %30-%35'lik nikel içeriği, zorlu laboratuvar koşullarında çatlamaya izin verebilir - ancak Incoloy 800'ün direnci, halihazırda bu arıza modundan hizmette başarısız olan malzemeleri değiştirmek için yaygın olarak kullanılacak kadar yüksektir.

Bu, yüksek-sıcaklık hizmetine ek olarak aralıklı olarak klorür kirliliğine - söndürme kalıntılarına, deniz veya endüstriyel atmosferlere veya temizlik kimyasallarına - maruz kalan fırın ekipmanı için önemlidir. Special Metals'in kendi literatüründe doğrulanan genel metalurjik kural, östenitik alaşımların klorür çözeltilerinde çatlama eğiliminin, nikel içeriği arttıkça azalmasıdır. Minimum %72 nikel içeren Inconel 600 bu yelpazenin bir ucunda yer alıyor; Nikel içeriğinin kabaca yarısına sahip Incoloy 800 daha ileride yer alıyor ancak direnci yine de genellikle yerini aldığı standart 300 serisi östenitik paslanmaz çelik armatürlerin direncini önemli ölçüde aşıyor.

Her İki Alaşım da Fırın Termal Döngüsü Sırasında Hassaslaşmaya Eğilimli midir?

Evet - her iki alaşım da aynı temel güvenlik açığını paylaşır: krom karbürler, hem Inconel 600 hem de Incoloy 800 için kabaca aynı 1.000-1.400 derece F (540-760 derece) aralığında tane sınırlarında çökelir ve her döngüde bu banttan tekrar tekrar ısınan fırın armatürleri, hangi alaşım seçilirse seçilsin aynı hassaslaşma riskine maruz kalır.

Special Metals'in her iki alaşım için teknik literatürü temelde aynı mekanizmayı tanımlar: titanyum nitrürler ve karbürler (veya 600'lü durumda siyanotritler) ısıl işlemden bağımsız olarak oluşurken, krom karbürler Inconel 600 için özellikle 1.000 derece F ile 1.800 derece F (540-980 derece) arasında ve 1.000-2.000 derece F arasında çökelir. (540-1.095 derece) Incoloy 800 için, her iki alaşım için de en agresif hassaslaştırma bandı 1.000-1.400 derece F (540-760 derece) seviyesindedir.

Hatta Special Metals, özellikle bu riski ölçmek için Incoloy 800 için Huey testini (%65 nitrik asidin kaynatılması) temel alan zaman-sıcaklık-hassasiyet diyagramlarını bile yayınlıyor. Pratikte hassaslaşma, Special Metals tarafından her iki alaşım için de "çoğu yüksek-sıcaklık uygulamasında sorun değildir" olarak tanımlanır -, öncelikle fikstürün daha sonra asitle temizlenip temizlenmemesi veya hâlâ hassas durumdayken agresif sulu bir ortama maruz bırakılması önemlidir; bu, fırın servisinde kalan fikstürler için alışılmadık bir durumdur.

Alaşımlar Maliyet ve Malzeme Seçimi Stratejisinde Nasıl Karşılaştırılır?

Incoloy 800'ün varlığı, özellikle Inconel 600'ün yüksek nikel içeriğinin onu pahalı hale getirmesi ve 1950'lerde stratejik olarak kısıtlanmış - Incoloy 800'ün demir-bazlı kimyasının, nikel içeriğinin çok küçük bir kısmında yeterli ısı ve korozyon direnci sağlamak için kasıtlı bir mühendislik değiş tokuşu olması- ve bu maliyet mantığı, bugün hâlâ bu iki alaşım ailesi arasındaki seçime yön vermektedir.

Bu bir pazarlama anlatısı değil; alaşımın belgelenmiş kökenidir. Special Metals'in alaşımla ilgili kendi geçmişi, Incoloy 800'ün "1950'lerde, nikelin o zamanlar 'stratejik' bir metal olarak adlandırılmasından dolayı nispeten düşük nikel içeriğine sahip, ısıya- ve korozyona- dirençli bir alaşım ihtiyacını karşılamak için piyasaya sunulduğunu belirtir."

Malzeme maliyetinde en büyük, en ağır fikstürlerin (merdane-merdane silindirleri, büyük muflalar, radyant boru demetleri) hakim olduğu fırın ekipmanı için, daha düşük servis-sıcaklık tavanı ve biraz daha düşük sürünme-kopma mukavemetinin kabul edilebilir olduğu durumlarda Incoloy 800 veya 800H/800HT'yi belirtmek, tüm-Inconel-600'e kıyasla toplam fikstür maliyetini önemli ölçüde azaltabilir Aynı fırında en yüksek{10}}sıcaklık, en çok karbürleme veya nitrürlemeye maruz kalan bileşenler için özel olarak 600 adet ayırılır.

Fırın Fikstür İmalatı İçin İmalat ve Kaynakta Alaşımlar Nasıl Karşılaştırılır?

Her iki alaşım da kolayca sıcak- ve soğuk-oluşturulur, hemen hemen aynı iş-sertleşme oranını paylaşır ve her ikisi de INCONEL Filler Metal 82 - ile kaynak yapılabilir; bu, karışık-alaşımlı fırın fikstürleri üreten atölyeler için gerçekten uygun bir örtüşmedir, çünkü tek bir dolgu metali, her iki temel alaşımı veya aralarındaki benzer olmayan- metal bağlantıyı birleştirebilir.

Kaynak: Special Metals Corporation teknik bültenleri SMC-027 (INCONEL alaşımı 600) ve SMC-046 (INCOLOY alaşımı 800).

Fırın Bileşen İmalatı için Inconel 600 ve Incoloy 800 Hangi Standartlara Tabidir?

Her iki alaşım da, her alaşım ailesi için paralel ancak farklı ürün-form spesifikasyonlarına sahip, Code Case 1827 kapsamında özel Kod Kutuları - Inconel 600 ve Code Case 1325 - kapsamında Incoloy 800/800H/800HT ile ASME Kazan ve Basınçlı Kap Kodu kapsamında onaylanmıştır.

Kaynak: Special Metals Corporation "Mevcut Ürünler ve Özellikler" tabloları, INCONEL alaşım 600 ve INCOLOY alaşım 800 teknik bültenleri.

Isıl İşlem Fırını Elemanlarında Hangi Alaşımı Belirtmelisiniz?

En şiddetli karbürleme ve nitrürlemeye maruz kalma, en yüksek fırın sıcaklıkları veya klorür stresi-korozyon çatlamasının gerçekçi bir risk olduğu herhangi bir bileşen için Inconel 600'ü belirtin; Fırın sıcaklıklarının kabaca 1.500-1.800 derece F civarında veya altında kaldığı ve daha düşük malzeme maliyetinin öncelikli olduğu Incoloy 800'ü (veya daha yüksek-sıcaklık, yük{-taşıma görevi için 800H/800HT) belirtin.

• Aşağıdakiler için Inconel 600'ü seçin:Nitrasyon fırını kapları ve armatürleri, burada 600 adı verilen standart malzemedir.
• Aşağıdakiler için Inconel 600'ü seçin:Karbon toplamanın en aza indirilmesinin fikstür ömrünü uzattığı yoğun karbonlamalı atmosferler (endotermik gaz, yüzey-sertleştirme fırınları).
• Aşağıdakiler için Inconel 600'ü seçin:Incoloy 800H/800HT'nin pratik aralığının üst sınırında veya ötesinde, kabaca 1.800-2.000 derece F'nin üzerinde sürekli hizmet.
• Aşağıdakiler için Inconel 600'ü seçin:Yüksek ısıya ek olarak klorür kirliliğine gerçekçi bir şekilde maruz kalan bileşenler.
• Aşağıdakiler için Incoloy 800 / 800H / 800HT'yi seçin:Malzeme maliyetinin tonaj ve servis sıcaklığına göre ölçeklendiği büyük, ağır donanımlar - susturucular, silindir-ocak ruloları, radyant tüp destekleri - 800 ailelik zarf içinde kalır.
• Aşağıdakiler için Incoloy 800 / 800H / 800HT'yi seçin:800H veya 800HT'nin ASME- tarafından kabul edilen daha yüksek tasarım gerilimlerinin uygulama için yeterli olduğu 1.500 derece F'nin üzerinde sürekli, yük taşıma hizmeti.
• Aşağıdakiler için Incoloy 800 / 800H / 800HT'yi seçin:Klorür-kaynaklı gerilim-korozyon çatlağının düşük ancak-sıfır olmayan bir risk olduğu ve Incoloy 800'ün hâlâ-önemli nikel içeriğinin paslanmaz çelik alternatiflerine göre yeterli marj sağladığı uygulamalar.

Karışık-alaşımlı fırın tasarımlarında iki alaşım doğal olarak eşleşir: En şiddetli atmosfere veya en yüksek yerel sıcaklığa maruz kalan demirbaşlar ve kaplar için Inconel 600 ve daha düşük nikel içeriğinin fırının genel hizmet ömründen ödün vermeden toplam malzeme maliyetini düşürdüğü daha büyük yapısal demirbaşlar için Incoloy 800/800H/800HT.

Sıkça Sorulan Sorular

S: Inconel 600 ile Incoloy 800 arasındaki temel fark nedir?

A: Inconel 600 (UNS N06600) minimum %72 nikel içeren nikel-bazlı bir alaşımdır, Incoloy 800 (UNS N08800) ise yalnızca %30-35 nikel içeren demir-bazlıdır. Bu bileşim farkı, Inconel 600'e daha iyi karbürizasyon ve nitrürleme direnci ve daha yüksek bir servis-sıcaklığı tavanı sağlarken, Incoloy 800 önemli ölçüde daha düşük malzeme maliyeti - sunar; bu, doğrudan Incoloy 800'ün 1950'lerdeki nikeli koruma tasarım hedefine kadar uzanır.

S: Hangi alaşım fırın atmosferlerinde karbürizasyona daha iyi direnç gösterir?

A: Inconel 600. Special Metals'in hidrojen/%2 metan atmosferinde yaptığı 100 saatlik karbürizasyon testi, Inconel 600'ün, aynı maruziyet altında Incoloy 800HT'nin (4,94-21,58 mg/cm2) kazandığı ağırlığın (2,66-12,30 mg/cm2) kabaca yarısını kazandığını göstermektedir.

S: Incoloy 800, Inconel 600 ile aynı sıcaklıklarda kullanılabilir mi?

A: Pek değil. Inconel 600, 2.000 derece F'ye (1.093 derece) kadar sürekli olarak kullanılırken standart Incoloy 800, mukavemete dayalı tasarım için genellikle yaklaşık 1.500 derece F (816 derece) ile sınırlıdır. Daha yüksek sıcaklıktaki fırın işleri için, kontrollü karbon içeriğine ve daha iri tane boyutuna sahip 800H ve 800HT çeşitleri - - Incoloy 800'ün pratik sıcaklık aralığını genişletir ve aradaki boşluğun çoğunu kapatır.

S: Nitrürleme fırını armatürleri için Inconel 600 veya Incoloy 800 daha mı iyi?

A: Inconel 600. Special Metals, yüksek sıcaklıkta nitrojen emilimine karşı direnci nedeniyle onu açıkça nitrürleme kapları için standart malzeme olarak adlandırır; Incoloy 800'ün kendi yayınlanmış literatürü eşdeğer bir iddiada bulunmaz.

S: Incoloy 800, Inconel 600'e kıyasla neden bu kadar düşük nikel içeriğine sahip?

A: Incoloy 800, 1950'lerde özellikle o zamanlar sınırlı arzı olan stratejik bir metal olarak sınıflandırılan nikele olan bağımlılığı azaltmak için piyasaya sürüldü. Demir-bazlı kimyası (Inconel 600'ün minimum %72'sine karşılık %30-%35 nikel), başlı başına bir performans hedefi değil, kasıtlı bir maliyet ve arz-odaklı mühendislik ödünleşimiydi.

S: Inconel 600 ve Incoloy 800'ün her ikisi de klorür stresi-korozyon çatlamasına karşı dayanıklı mıdır?

A: Inconel 600, yüksek nikel içeriğinden dolayı neredeyse bağışık kabul edilir. Incoloy 800, düşük nikel içeriği nedeniyle zorlu laboratuvar koşullarında çatlatılabilir, ancak direnci yine de yeterince yüksektir ve bu mekanizma nedeniyle zaten hizmette başarısız olan malzemelerin yerini almak için yaygın olarak kullanılır.

S: Inconel 600 ve Incoloy 800 aynı kaynak dolgu metalini mi kullanıyor?

A: GTAW ve GMAW için evet - her iki alaşım da genellikle INCONEL Filler Metal 82 ile birleştirilir. Korumalı metal-ark kaynağı için Inconel 600 genellikle INCONEL Kaynak Elektrodu 182'yi kullanırken Incoloy 800 INCO-WELD A Elektrotunu kullanır.