Никелевый сплав 800H/800HT

Material

Общие свойства

Сплавы 800H (UNS N08810) и 800HT (UNS N08811) представляют собой материалы никель-железо-хром с двойной сертификацией, которые устойчивы к окислению, науглероживанию и другим высокотемпературным коррозиям. По химическому составу оба сплава идентичны сплаву 800 (UNS N08800), за исключением более высокого уровня углерода, присутствующего в обеих марках — (0,05–0,10%) в сплаве 800H и (0,06–0,10%) в сплаве 800HT. Сплав 800HT также имеет добавку до 1,0 % алюминия и титана. В дополнение к химическим ограничениям, оба сплава подвергаются высокотемпературной обработке отжигом, в результате которой средний размер зерна составляет ASTM 5 или крупнее. Ограниченный химический состав в сочетании с высокотемпературным отжигом гарантируют, что эти материалы имеют большую прочность на ползучесть и разрыв по сравнению со сплавом 800.

Сплав 800H обладает хорошими свойствами ползучести-разрыва при температурах выше 1100°F (600°C). Он остается пластичным при длительном использовании при температурах ниже 1290 ° F (700 ° C) благодаря максимальному содержанию титана и алюминия 0,7%. Сплав 800 со стандартным отжигом рекомендуется для эксплуатации при температуре ниже 1100 °F (600 °C). Сплав 800Н устойчив к восстановительной, окислительной и азотирующей атмосферам, а также, атмосферам, которые чередуются между восстановительной и окислительной. Сплав остается стабильным при длительной работе при высоких температурах.

Сплав 800HT обладает отличной прочностью на ползучесть при температурах выше 1290°F (700°C). Если применение включает в себя частые колебания температуры ниже 1290 ° F (700 ° C) или части постоянно подвергаются воздействию температуры ниже 1290 ° F (700 ° C), следует использовать сплав 800H. Высокая термостойкость сплава 800HT сравнима с сплавом 800H. Он также остается стабильным при длительной работе при высоких температурах.

Приложений

Химическая и нефтехимическая переработка — технологическое оборудование для производства этилена, дихлорэтилена, ангидрида уксусной кислоты, кетена, азотной кислоты и оксиспирта
Нефтепереработка — установки парового/углеводородного риформинга и гидродеалкилирования
Производство электроэнергии — пароперегреватели и высокотемпературные теплообменники в газоохлаждаемых ядерных реакторах, теплообменники и трубопроводные системы на угольных электростанциях
Приспособления для термической обработки — излучающие трубы, муфели, реторты и приспособления для печей для термообработки

Стандарты

АСТМ.................. В 409
АСМЕ.................. СБ 409
АМС ................... 5871

Химический анализ

Вес % (все значения являются максимальными, если не указано иное)

Элемент	800Ч	800ХТ
Никель	30,0 мин.-35.0 макс.	30,0 мин.-35.0 макс.
Хром	19,0 мин.-23.0 макс.	19,0 мин.-23.0 макс.
Железо	39.5	39.5
Углерод	0,05 мин.-0,10 макс.	0,06 мин.-0,10 макс.
Марганец	1.50	1.50
Фосфор	0.045	0.045
Сера	0.015	0.015
Кремний	1.0	1.0
Алюминий	0,15 мин.-0.60 макс.	0,25 мин.-0.60 макс.
Титан	0,15 мин.-0.60 макс.	0,25 мин.-0.60 макс.
Алюминий и титан	0,30 мин.-1,20 макс.	0,85 мин.-1.20 макс.

Физические свойства

Плотность

0.287 фунты/дюйм3
7,94 г/см3

Удельная теплоёмкость

0,11 БТЕ/фунт-°F (32-212°F)
460 Дж/кг-°К (0-100°C)

Модуль упругости

28.5 x 106 фунтов/кв. дюйм
196,5 ГПа

Теплопроводность 200°F (100°C)

10,6 БТЕ/ч/фут2/фут/°F
18,3 Вт/м-°К

Интервал плавления

2475 – 2525°F
1357 – 1385°C

Удельное электрическое сопротивление

59,5 мкОм при 68°C
99 Мкм-см при 20°C

Средний коэффициент теплового расширения Диапазон температур
°F	°С	дюйм/дюйм/°F	см/см°C
200	93	7,9 х 10-6	14,4 х 10-6
400	204	8,8 х 10-6	15,9 х 10-6
600	316	9,0 х 10-6	16,2 х 10-6
800	427	9,2 х 10-6	16,5 х 10-6
1000	538	9,4 х 10-6	16,8 х 10-6
1200	649	9,6 х 10-6	17,1 х 10-6
1400	760	9,9 х 10-6	17,5 х 10-6
1600	871	10,2 х 10-6	18,0 х 10-6

Механические свойства

Типичные значения при 70 ° F (21 ° C)

Предел текучести Смещение 0,2%		Предел прочности на растяжение Сила		Удлинение в 2 дюймах.	Твёрдость
фунт на квадратный дюйм (мин.)	(МПа)	фунт на квадратный дюйм (мин.)	(МПа)	% (мин.)	(макс.)
29,000	200	77,000	531	52	126 Бринелль

Свойства ползучести и разрыва

Строгий химический контроль и термообработка с отжигом на твердый раствор были разработаны для обеспечения оптимальных свойств ползучести и разрыва для сплавов 800H и 800HT. В следующих таблицах подробно описаны превосходные свойства этих сплавов по ползучести и разрыву.

Nickel Alloy Alloy 800H/800HT

Репрезентативные значения прочности на разрыв для сплавов 800H/800HT

Температура		10 000 ч		30 000 ч		50 000 ч		100 000 ч
°F	°С	КСИ	Мпа	КСИ	Мпа	КСИ	Мпа	КСИ	Мпа
1200	650	17.5	121	15.0	103	14.0	97	13.0	90
1300	705	11.0	76	9.5	66	8.8	61	8.0	55
1400	760	7.3	50	6.3	43	5.8	40	5.3	37
1500	815	5.2	36	4.4	30	4.1	28	3.7	26
1600	870	3.5	24	3.0	21	2.8	19	2.5	17
1700	925	1.9	13	1.6	11	1.4	10	1.2	8.3
1800	980	1.2	8.3	1.0	6.9	0.9	6.2	0.8	5.5

Стойкость к окислению

Сочетание высокого содержания никеля и хрома в сплавах 800H и 800HT обеспечивает превосходные свойства стойкости к окислению обоих сплавов. Ниже приведены результаты испытаний на циклическое окисление при температурах 1800 °F (980 °C) и 2000 °F (1095 °C).

Nickel Alloy Alloy 800H/800HT

Коррозионная стойкость

Высокое содержание никеля и хрома в сплавах 800H и 800HT обычно означает, что они будут иметь очень схожую водную коррозионную стойкость. Сплавы обладают коррозионной стойкостью, сравнимой с 304 при использовании азотной и органической кислоты. Сплавы не должны использоваться в серной кислоте. Они подвержены осаждению карбида хрома при длительном воздействии в диапазоне температур 1000–1400 °F (538–760 °C).
Поскольку сплавы 800H и 800HT были разработаны в первую очередь для обеспечения высокотемпературной прочности, коррозионные среды, которым подвергаются эти марки, обычно включают высокотемпературные реакции, такие как окисление и науглероживание.

Производственные данные

Сплавы 800H и 800HT легко свариваются и обрабатываются с помощью стандартных производственных технологий. Однако из-за высокой прочности сплавов они требуют более мощного технологического оборудования, чем стандартные аустенитные нержавеющие стали.

Горячая штамповка

Диапазон температур горячей обработки для сплавов 800H и 800HT составляет 1740–2190 °F (950–1200 °C), если деформация составляет 5 процентов или более. Если степень горячей деформации составляет менее 5 процентов, рекомендуется диапазон температур горячей обработки в пределах 1560–1920 °F (850–1050 °C). Если температура металла горячей обработки падает ниже минимальной рабочей температуры, деталь необходимо повторно нагреть. Сплавы должны быть закалены водой или быстро охлаждены воздухом в диапазоне температур 1000–1400 °F (540–760 °C). Сплавы 800H и 800HT требуют отжига на твердый раствор после горячей обработки для обеспечения оптимального сопротивления ползучести и свойств.

Холодная штамповка

Перед холодной штамповкой сплавы должны находиться в отожженном состоянии. Скорость деформационного упрочнения выше, чем у аустенитных нержавеющих сталей. Это следует учитывать при выборе технологического оборудования. Может потребоваться промежуточная термическая обработка с высокой степенью холодной обработки или с деформацией более 10 процентов.

Сварка

Сплавы 800H и 800HT могут быть легко сварены большинством стандартных процессов, включая GTAW (TIG), PLASMA, GMAW (MIG/MAG) и SMAW (MMA). Материал должен быть в отжиженном состоянии и не содержать смазки, маркировки или окалины. Термообработка после сварки не требуется. Чистка щеткой из нержавеющей проволочной щетки после сварки удалит тепловой оттенок и даст участок поверхности, не требующий дополнительного травления.

Обработки

Сплавы 800Н и 800НТ предпочтительно обрабатывать в отожженном состоянии. Поскольку сплавы склонны к деформационному упрочнению, следует использовать только низкие скорости резания, а режущий инструмент должен быть постоянно задействован. Достаточная глубина реза необходима для того, чтобы избежать контакта с ранее сформированной зоной деформационного отверждения.