1. Materiaaleigenschappen
De kerncomponenten van incoloymetaal zijn nikkel (30-35%), chroom (19-23%) en ijzer (groter dan of gelijk aan 39,5%) met een toevoeging van een door vaste oplossing versterkte austenietstructuur, kleine hoeveelheden aluminium, titanium en silicium. De structuur biedt een aantal voordelen voor het materiaal.
Zowel de Ni- als de Cr-componenten van de legering zorgen ervoor dat het materiaal een goede oxidatieweerstand heeft rond het bereik van 550-1000 graden, zelfs in extreme omstandigheden met waterdamp en zwavelgas. Tel daarbij de overige voordelen op en je hebt een veel waardevoller materiaal dan een standaard legering.
Het materiaal vertoont, zelfs in gegloeide toestand, uitzonderlijke kwaliteiten. Incoloy heeft een treksterkte van groter dan of gelijk aan 520 MPa en een vloeigrens van groter dan of gelijk aan 205 MPa, terwijl het langer dan of gelijk is aan 30%, naast een evenwicht tussen taaiheid en sterkte, zelfs bij hoge temperaturen.
De fysieke samenstelling van Incoloy 800 is de dichtheid van 7,94-8,02 g/cm³, het smeltpunt varieert van 1350-1400 graden en de thermische geleidbaarheid van bijvoorbeeld 12,6 W/m·K bij kamertemperatuur en 26,7 W/m·K bij 1000 graden W/m·K, toenemend met de temperatuur (temperatuur 12,6-1000, de 12,6 W/m·K in ruimte W/m·K). De thermische uitzetting van 0-100 graden bedraagt 13,7-14,4 µm/m·graad. Deze uitbreiding ligt binnen de operationele limieten voor omgevingen met hoge temperaturen.
2. Behandelings- en verwerkingstechnologie
A. Warmtebehandeling:
1) Gloeien: Over het algemeen gedaan tussen 1150 graden en 1180 graden. Dit moet worden gevolgd door afschrikken met water of snelle luchtstappen om restspanningen te verminderen en de ductiliteit te maximaliseren.
2) Oplossingsbehandeling: scherp gekoeld na verwarming van 980 graden naar 1060 graden om de homogeniteit van de microstructuur en de kruipweerstand bij hoge- temperaturen te verbeteren.
B. Heet werken: geef de voorkeur aan 1000 graden tot 1230 graden. Werken tussen 650 graden en 850 graden moet worden vermeden, omdat dit scheuren kan veroorzaken.
C. Koud bewerken: Er is minder harding nodig, dus conventioneel koudwalsen en stampen kan worden gedaan, maar tussentijds gloeien is nodig om de taaiheid te herstellen.
D. Lassen: Ondersteunt TIG-, MIG- en handmatig metaalbooglassen. Aanbevolen verbruiksartikelen zijn ERNiCr-3 of ENiCrFe-2. Het is van cruciaal belang om de warmte-inbreng te beheersen om intergranulaire corrosie te elimineren.
3. Kerntoepassingsgebieden
A. Chemisch en petrochemisch
Productie van apparatuur. Gebruikt in reactoren voor zwavelzuur, koelers voor salpeterzuur, fractioneringstorens en warmtewisselaars, terwijl het bestand is tegen sterk zuur, hoge temperaturen en zware druk.
Pijpleidingsystemen. Vervangt roestvrij staal in chloride-houdende media, waardoor de levensduur aanzienlijk wordt verlengd.
B. Energie en kracht
Opwekking van brandstofenergie. Stoomomgevingen boven 600 graden Celsius in oververhitter, ketelbuizen en turbinebladen.
Kernenergie. Gebruikt in componenten en buizen van koelsystemen in stoomgeneratoren van kernreactoren. Bestand tegen straling en watercorrosie bij hoge- temperaturen.
C. Lucht- en ruimtevaart
Motorcomponenten. Produceert verbrandingskamers en hoge-gasdruk- en hoge--temperatuurgasturbinebladen, waarbij erosie en ernstige thermische vermoeidheid worden doorstaan.
D. Olie en gas
Diepwaterapparatuur. Gebruikt in de behuizing van oliebronnen en onderzeese pijpleidingen, terwijl het bestand is tegen zware druk, een hoog zoutgehalte en waterstofsulfidecorrosie.
4. Vergelijking van afgeleide modellen: Incoloy 800H en Incoloy 800HT
Incoloy 800H en Incoloy 800HT zijn modificaties van Incoloy 800, die voornamelijk verschillen wat betreft het gehalte aan koolstof, aluminium en titanium, en korrelcontrole:
800H: The increased carbon content is up to 0.06-0.10%. The combined aluminum and titanium content is ≥0.85%. The coarse-grained (≥90 μm) structure developed by high-temperature solution treatment greatly enhances creep resistance (>600 graden). Het wordt gebruikt in verwarmingsovens en reactoren in de petrochemische industrie.
800HT: Het gecombineerde aluminium- en titaniumgehalte is verder verhoogd tot 0,85-1,20%. Dit resulteert in verfijnde korrels en de introductie van 'faseversterking', wat de kruipbreuksterkte vergroot. Het is ontworpen voor apparatuur met ultra-hoge temperaturen, zoals verbrandingsmotoren van vliegtuigmotoren, die werken bij 700-1000 graden.
