Incoloy 800H

 合金800H
NS1102/0Cr20Ni32AlTi
Nicrofer 3220H/3220HP
UNS N08810

810H-810HP鐵-鎳-鉻合金

810H合金性能

810H合金 是一種含碳、鋁、鈦、硅、錳以及*的(Al+Ti)的固溶態(tài)高強(qiáng)度奧氏體鎳-鐵-鉻合金，化學(xué)成分和800合金相似，其與N800合金的不同處是經(jīng)過特殊的固溶處理（晶粒尺寸≥90μm/ASTM No.5）后，800H合金在600℃以上的抗蠕變斷裂強(qiáng)度有顯著的提高。在600℃以下的應(yīng)用場合我們推薦使用800合金。
由于(Al+Ti)的含量不高于0.7%，合金800H 在600℃以上具有很好的抗蠕變斷裂強(qiáng)度，并且在700℃以下長時(shí)間工作時(shí)仍然具有較好的韌性。

810H合金的特點(diǎn)

1. 具有很好的耐還原、氧化、氮化介質(zhì)腐蝕以及耐氧化還原交替變化介質(zhì)腐蝕的性能。
2. 在高溫長期應(yīng)用中具有高的冶金穩(wěn)定性。

810HP合金的性能

810HP是一種含碳、鋁、鈦、硅、錳并提高了(Al+Ti)含量的固溶態(tài)高強(qiáng)度奧氏體鎳-鐵-鉻合金，在經(jīng)過特殊的固溶處理（晶粒尺寸≥90μm/ASTM No.5）后得到TiC 沉淀析出相，使合金800HP 在700℃以上時(shí)具有高的抗蠕變斷裂強(qiáng)度。

810HP合金的特點(diǎn)

    在700℃以上時(shí)具有的抗蠕變強(qiáng)度，若是材料經(jīng)常性地應(yīng)用于溫度低于700℃的環(huán)境或部分材料長期處于700℃以下的工況時(shí)，我們推薦使用合金800H。

1. 具有很好的耐還原、氧化、氮化介質(zhì)腐蝕以及耐氧化還原交替變化介質(zhì)腐蝕的性能。
2. 在高溫長期應(yīng)用中具有高的冶金穩(wěn)定性。

表1 牌號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)

Incoloy 800H表2 800H化學(xué)成分

表3 物理性能

表4 室溫和高溫典型物理性能

機(jī)械性能

以下是相應(yīng)規(guī)格固溶態(tài)的800H合金和固溶處理態(tài)的800HP合金的性能，其他特殊規(guī)格材料的特殊性能取決于特定的應(yīng)用場合。
表5 800H和800HP常溫下合金機(jī)械性能

表6 不同溫度下的機(jī)械性能

ISO V 型缺口沖擊韌性
室溫時(shí)的平均值： 縱向 ≥150 J/cm2
橫向 ≥100 J/cm2

金相結(jié)構(gòu)

800H和800HP合金為奧氏體固溶強(qiáng)化合金，含有少量沉淀析出的鈦氮化物、碳化物、碳氮化物和鉻碳化物。Nicrofer 3220H 長時(shí)間處于700℃以下時(shí)會(huì)形成γ’相，材料的韌性降低，而800HP沉淀析出γ’相后不會(huì)影響材料的韌性。

應(yīng)力腐蝕開裂敏感性

若固溶處理后處于550-750℃工作溫度范圍內(nèi)，800H和800HP合金會(huì)表現(xiàn)出應(yīng)力馳豫開裂敏感性。較大的冷加工量和加工過程中的焊接都會(huì)在之后的使用過程中提高這種敏感性。在對(duì)新的材料機(jī)加工或焊接或?qū)κ褂弥械牟牧虾附有扪a(bǔ)之前進(jìn)行一道穩(wěn)定化處理（980℃×3 小時(shí)）將能有效地降低應(yīng)力馳豫開裂敏感性。若要*去除應(yīng)力馳豫開裂敏感性，焊接母材除了要進(jìn)行上述的980℃的穩(wěn)定化處理之外還需要增加一道焊后熱處理。當(dāng)使用同種鐵基或鎳基82 焊接材料時(shí)需要875℃×3 小時(shí)的焊后熱處理，當(dāng)使用鎳基合金617 焊接材料時(shí)則需要980℃×3 小時(shí)的焊后熱處理，熱處理的升溫和降溫速度無嚴(yán)格規(guī)定。

耐腐蝕性

較高的鎳、鉻含量800H/800HP合金具有的抗氧化性，同時(shí)也具有出色的抗碳化、氮化性以及抗硫化氣體腐蝕的能力。在熱處理的升、降溫和保溫過程中將在金屬表面形成一層氧化膜，在材料投入使用前進(jìn)行這種預(yù)氧化能提高抗碳化性能。800H /800HP合金還具有的耐氫腐蝕的能力，800H/800HP合金是氫氣氛/烴重整工藝中的標(biāo)準(zhǔn)選材。

應(yīng)用范圍

由于在長時(shí)間工作中具有高強(qiáng)度和抗碳化、氮化性，800H/800HP合金能應(yīng)；
用在許多場合，如蒸汽/烴重整工藝中的螺旋管、直管、集汽管、歧管、傳輸管道、催化劑管(低壓) 和冷凝系統(tǒng)管道等；
其它應(yīng)用領(lǐng)域：

1. 乙烯分解管道爐的對(duì)流和輻射部分——抗碳化及良好的機(jī)械性能；
2. 二氯乙烯裂解管道——抗碳化及耐HCl 和Cl2 腐蝕；
3. 乙酸酐和乙烯酮生產(chǎn)中的裂解管道——高強(qiáng)度，抗碳化，不生成σ相；
4. 氦冷卻的蒸汽系統(tǒng)、高溫反應(yīng)系統(tǒng)——高強(qiáng)度、抗氦和蒸汽侵蝕；
5. 熱交換器，換熱管，加熱管等各種管道系統(tǒng)。

加工和熱處理

800H/800HP合金適合于熱加工和冷加工，但由于具有高強(qiáng)度，需要大功率的加工設(shè)備。
加熱：
1. 在熱處理之前及熱處理過程中應(yīng)始終保持工件清潔；
2. 在熱處理過程中不能接觸硫、磷、鉛及其它低熔點(diǎn)金屬，否則會(huì)損害材料的性能，應(yīng)注意清除諸如標(biāo)記漆、溫度指示漆、彩色蠟筆、潤滑油、燃料等污物；
3. 燃料中的含硫量越低越好，天然氣中的硫含量應(yīng)少于0.1%，重油中硫含量應(yīng)少于0.5%；
4. 考慮到溫度控制和保持清潔的需要，在真空爐或氣體保護(hù)爐中進(jìn)行熱處理；
5. 也可以在箱式爐或燃?xì)鉅t中加熱，但爐氣必須潔凈并以中性至微氧化性為宜，應(yīng)避免爐氣在氧化性和還原性之間波動(dòng)，加熱火焰不能直接燒向工件。

加熱：
1. 在熱處理之前及熱處理過程中應(yīng)始終保持工件清潔；
2. 在熱處理過程中不能接觸硫、磷、鉛及其它低熔點(diǎn)金屬，否則會(huì)損害材料的性能，應(yīng)注意清除諸如標(biāo)記漆、溫度指示漆、彩色蠟筆、潤滑油、燃料等污物。
3. 電爐以閉環(huán)溫度控制和無雜質(zhì)氣氛為佳，也可以采用雜質(zhì)含量很低的燃?xì)鉅t。
4. 爐氣以中性至微氧化性為宜，應(yīng)避免爐氣在氧化性和還原性之間波動(dòng)，加熱火焰不能直接燒向工件。
熱加工：
1. 800H/800HP合金的熱加工溫度范圍1200℃～950℃（熱加工量5%或以上），或1050℃-850℃（熱加工量小于5%），冷卻方式為水淬或快速空冷；
2. 為得到性能和抗蠕變性，熱加工后要進(jìn)行固溶處理；
3. 材料可以直接送入已升溫至1200℃的爐中，保溫足夠的時(shí)間后迅速出爐，在規(guī)定的溫度范圍進(jìn)行熱加工。當(dāng)材料溫度降到低于熱加工溫度時(shí)，需重新加熱。
冷加工：
1. 800H/800HP合金的加工硬化率大于奧氏體不銹鋼，因此需要對(duì)加工設(shè)備進(jìn)行挑選。冷加工材料應(yīng)為固溶熱處理態(tài)，并且在冷加工量較大時(shí)應(yīng)進(jìn)行中間退火；
2. 若冷加工量大于10%，則需要對(duì)工件進(jìn)行二次固溶處理；
3. 請(qǐng)留意前面的“應(yīng)力馳豫開裂敏感性”內(nèi)容。
熱處理：
1. 800H/800HP合金的固溶處理溫度范圍都是1150℃-1200℃；
2. 為得到大的抗蠕變性，冷卻方式采用水淬，厚度小于1.5mm 的材料也可采用快速空冷；
3. 冷加工或焊接后的穩(wěn)定化處理，參考前面的“應(yīng)力馳豫開裂敏感性”內(nèi)容；
4. 在熱處理過程中，材料都必須直接送入已預(yù)熱的爐中，并按照前述的加熱過程中必須保持清潔的事項(xiàng)操作。
去氧化皮及酸洗：
1. 高溫合金的表面有一層起保護(hù)作用的氧化膜，在空氣中的預(yù)氧化能提高材料的耐腐蝕性能，因此在使用時(shí)應(yīng)確認(rèn)是否需要去除氧化皮。800H/800HP合金的表面氧化物和焊縫周圍的焊渣的附著性比不銹鋼更強(qiáng)，推薦使用細(xì)晶砂帶或細(xì)晶砂輪進(jìn)行打磨。
2. 在用HNO3/HF 混合酸進(jìn)行酸洗前必須小心打磨或鹽浴預(yù)處理將氧化膜打碎。
機(jī)加工
800H/800HP須在熱處理之后進(jìn)行機(jī)加工，由于材料的加工硬化，因此宜采用比加工低合金標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼低的切削速度和重進(jìn)刀進(jìn)行加工，才能車入已冷作硬化的表層下面。

焊接方面的建議

在對(duì)鎳基材料進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)程：
1. 工作場地：工作場地應(yīng)單獨(dú)分開或與碳鋼的加工區(qū)域有足夠遠(yuǎn)的距離，盡可能保持清潔，設(shè)有隔板并避免兩區(qū)域間通風(fēng)；
2. 工作服和輔助用品：應(yīng)佩戴干凈的細(xì)紋皮手套，穿著干凈的工作服。
3. 工具和機(jī)器設(shè)備：應(yīng)該有鎳基合金和鎳鉻鋼的工具，鋼絲刷應(yīng)采用不銹鋼材料制成，機(jī)器設(shè)備如剪切機(jī)、沖床、軋機(jī)等應(yīng)該蓋上氈、紙板或塑料紙以防鐵碳金屬掉在機(jī)器表面而使加工材料粘上，導(dǎo)致腐蝕。
清理：
需用丙酮對(duì)母材焊接區(qū)域的基體金屬和填充合金（如焊條）進(jìn)行清潔，注意不能
使用三氯乙烯TRI、全氯乙烯PER 和四氯化物TETRA。
邊緣準(zhǔn)備：
采用機(jī)加工，如車、銑、刨，也可以進(jìn)行等離子切割，若采用后者，切割邊
緣（焊接面）一定要研磨干凈平整，允許不過熱的精磨。母材的焊接邊緣大約25mm 寬的區(qū)域必須打磨至光亮金屬變面。
坡口角度：
與碳鋼相比，鎳基合金和特種不銹鋼的物理性能特點(diǎn)主要是低的熱導(dǎo)率和高的膨
脹系數(shù)，這些特性都要在焊接坡口準(zhǔn)備時(shí)予以考慮，包括加寬底部間隙（1-3mm），同時(shí)由于熔融金屬的粘滯性，在對(duì)接焊時(shí)應(yīng)采用更大的坡口角度（60-70°）以抵消材料的收縮。
起弧：
不能在工件表面起弧，應(yīng)在焊接面起弧，以防起弧點(diǎn)導(dǎo)致腐蝕。
焊接工藝：
800H/800HP適合采用傳統(tǒng)焊接工藝與同種材料或其他金屬焊接，如鎢電極惰性氣體保護(hù)焊、等離子弧焊、手工亞弧焊、金屬極惰性氣體保護(hù)焊、熔化極惰性氣體保護(hù)焊，其中脈沖電弧焊是方案。若采用手工電弧焊，推薦使用（Ar+He+H2+CO2）作為保護(hù)氣體。800H/800HP的焊接必須在固溶處理態(tài)進(jìn)行，并使用不銹鋼絲刷清理干
凈污漬、粉塵和各種記號(hào)。