Aleación de níquel 800, 800H, y tubo de acero 800HT (UNS N08800/N08810/N08811)

Aleación de níquel 800, 800H, y 800HT son parte de la familia de aleaciones Incoloy., Conocido por su fuerza excepcional y resistencia a la oxidación y carburación a altas temperaturas.. Estas aleaciones se utilizan a menudo en aplicaciones que requieren estabilidad a altas temperaturas y resistencia a diversas formas de corrosión..

Composición química

La composición química de estas aleaciones es similar., con ligeras variaciones para mejorar propiedades específicas:

Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas varían ligeramente entre las tres aleaciones., 800H y 800HT tienen mayor resistencia a la fluencia y a la rotura debido a un mayor contenido de carbono y un tamaño de grano controlado.

Aleación 800 (N08800)

• Resistencia a la tracción: 450 MPa (65 ksi) mín.
• Fuerza de producción (0.2% compensar): 170 MPa (25 ksi) mín.
• Alargamiento: 30% mín.
• Dureza: 150-200 media pensión

Aleación 800H (N08810) y 800HT (N08811)

• Resistencia a la tracción: 450 MPa (65 ksi) mín.
• Fuerza de producción (0.2% compensar): 170 MPa (25 ksi) mín.
• Alargamiento: 30% mín.
• Dureza: 150-200 media pensión

Propiedades físicas

• Densidad: 7.94 gramos/cm³ (0.287 lb/pulg³)
• Rango de fusión: 1357-1385°C (2475-2525°F)
• Capacidad calorífica específica: 0.105 cal/g-°C (a 20ºC)
• Conductividad térmica: 11.2 W/m·K (a 20ºC)
• Resistividad eléctrica: 0.99 µΩ·m (a 20ºC)
• Módulo de elasticidad: 196 GPa (a 20ºC)
• Relación de Poisson: 0.33 (a 20ºC)

Industrias que utilizan predominantemente estos grados

1. Procesamiento químico:
   • Intercambiadores de calor
   • Vasijas del reactor
   • Sistemas de tuberías
2. Petroquímica y Refinación:
   • Componentes del horno
   • Sistemas de tuberías de transferencia
3. Generación de energía:
   • Generadores de vapor
   • Tubería de sobrecalentador y recalentador
4. Energía nuclear:
   • Componentes del núcleo del reactor
   • Intercambiadores de calor

Especificaciones de fabricación típicas

• ASTM B163: Especificación para tubos intercambiadores de calor y condensadores de níquel y aleación de níquel sin costura
• ASTM B407: Especificación para tubos y tuberías sin costura de aleación de níquel, hierro y cromo
• ASTM B514: Especificación para tubos soldados de aleación de níquel-hierro-cromo
• ASME SB163/SB407/SB514: Normas para tuberías y tubos soldados y sin costura de aleación de níquel

Formas de productos de tubos disponibles

• Tubería sin costura
• Tubería soldada
• Longitudes rectas
• Tubería enrollada

Aplicaciones típicas

1. Procesamiento químico:
   • Intercambiadores de calor, recipientes de reacción, y sistemas de tuberías utilizados en entornos químicos hostiles.
2. Petroquímica y Refinación:
   • Componentes del horno, tubería de transferencia, e intercambiadores de calor que operan en ambientes de alta temperatura.
3. Generación de energía:
   • Tubería del generador de vapor, Tuberías de sobrecalentador y recalentador en plantas de energía nuclear y de combustibles fósiles..
4. Energía nuclear:
   • Componentes del núcleo del reactor, intercambiadores de calor, y otros componentes críticos que requieren alta resistencia a la oxidación y carburación..

Características de soldadura y fabricación.

Soldadura

1. Soldabilidad:
   • Aleación de níquel 800, 800H, y 800HT se pueden soldar utilizando métodos comunes como la soldadura por arco de tungsteno con gas. (GTAW/TIG), Soldadura por arco metálico con gas (GMAW/MIG), y soldadura por arco metálico protegido (SMAW).
   • Metales de aporte: Típicamente, Los metales de aportación ERNiCr-3 o ERNiCrMo-3 se utilizan para los procesos GTAW y GMAW., mientras que ENiCrFe-2 es adecuado para SMAW.
2. Tratamiento térmico de precalentamiento y post-soldadura (PWHT):
   • Precalentamiento: Generalmente no es necesario, pero la limpieza es crucial para evitar la contaminación..
   • PWHT: A menudo se recomienda el tratamiento térmico posterior a la soldadura para 800H y 800HT para aliviar las tensiones y estabilizar la estructura.. Esto normalmente se hace a temperaturas entre 870°C y 980°C. (1600°F y 1800°F).
3. Defectos de soldadura y cómo evitarlos:
   • Porosidad: Garantizar un entorno de trabajo limpio y gases de protección adecuados para minimizar la porosidad..
   • Agrietamiento: Controle los parámetros de soldadura para evitar grietas por solidificación., especialmente en secciones gruesas.

Fabricación

1. Mecanizado:
   • General: Aleación de níquel 800 Las aleaciones en serie son relativamente difíciles de mecanizar debido a su alta resistencia y propiedades de endurecimiento por trabajo.. Usando herramientas de carburo, bajas velocidades de corte, y las altas velocidades de avance pueden mejorar la maquinabilidad.
   • Refrigerantes: Se recomienda el uso abundante de fluidos de corte para enfriar y lubricar durante el mecanizado., mejorando la vida útil de la herramienta y el acabado superficial.
2. formando:
   • Conformado en frío: Estas aleaciones se pueden formar en frío utilizando técnicas estándar.. Debido a su alta tasa de endurecimiento por trabajo, Puede ser necesario un recocido intermedio para deformaciones extensas..
   • conformado en caliente: El conformado en caliente generalmente se realiza a temperaturas entre 1150°C y 1230°C. (2100°F y 2250°F). El control adecuado de la temperatura es vital para evitar grietas y garantizar propiedades uniformes del material..
3. Tratamientos Térmicos:
   • Recocido de solución: Normalmente se realiza entre 980 °C y 1050 °C (1800°F a 1925°F), seguido de un enfriamiento rápido para lograr una microestructura homogénea.
   • Alivio del estrés: El recocido de alivio de tensión se puede realizar para reducir las tensiones residuales de las operaciones de soldadura o conformado..
4. Limpieza de superficies:
   • Decapado: Utilice una solución de ácidos nítrico y fluorhídrico para eliminar los óxidos y las incrustaciones formadas durante la soldadura o el tratamiento térmico..
   • Limpieza Mecánica: También se puede utilizar esmerilado y cepillado., pero se debe tener cuidado para evitar la contaminación con partículas de hierro., que puede provocar corrosión.

Mejores prácticas para soldadura y fabricación

• Limpieza: Mantener un ambiente de trabajo limpio es crucial. Contaminantes como el azufre., fósforo, dirigir, y el zinc puede provocar defectos de soldadura y problemas de corrosión..
• Estampación: Utilice herramientas específicas para aleación de níquel 800 Serie para evitar la contaminación cruzada con otros metales..
• Ambiente controlado: Si es posible, Realizar soldadura y fabricación en un ambiente controlado para minimizar la introducción de impurezas..
• Capacitación: Asegúrese de que los soldadores y fabricantes estén capacitados específicamente para manipular aleaciones con alto contenido de níquel para lograr los mejores resultados..

Conclusión

Aleación de níquel 800, 800H, y 800HT (UNS N08800/N08810/N08811) Ofrecen excelente fuerza y ​​resistencia a la oxidación y carburación a altas temperaturas., haciéndolos adecuados para aplicaciones industriales exigentes. Adhiriéndose a las mejores prácticas y entendiendo los requisitos específicos de estas aleaciones, Los ingenieros y fabricantes pueden garantizar resultados de alta calidad y un rendimiento confiable en diversos entornos., incluido el procesamiento químico, petroquímica y refinación, generación de energía, y las industrias de energía nuclear.

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