إنكولوي 800 (UNS N08800)،إنكولوي 800H(N08810)، وIncoloy 800HT (UNS N08811) هي ثلاث سبائك تنتمي إلى عائلة Incoloy. هذه السبائك الثلاثة متشابهة إلى حد كبير، وتختلف قليلاً فقط في محتواها من الكربون والألومنيوم والتيتانيوم. ستقوم هذه المقالة بتحليلها بناءً على خصائصها والاختلافات في عمليات المعالجة الحرارية والسيناريوهات القابلة للتطبيق.
ما هي الاختلافات بين Incoloy 800 و800H و800HT؟
I.يتراوح محتوى الكروم في سبيكة Incoloy 800 عادة من 15% إلى 25%، في حين يتراوح محتوى النيكل من 30% إلى 45%، مع إضافة كميات صغيرة من الألومنيوم والتيتانيوم. عند التبريد السريع من درجات الحرارة المرتفعة، تظل السبائك 800 داخل المنطقة الأوستنيتي- ذات الطور الواحد؛ وبالتالي، فإن بنيتها المجهرية في حالة الخدمة تتكون من مرحلة أوستنيتي واحدة. نظرًا لمحتواها العالي من الكروم ومحتوى النيكل الكافي، تظهر السبيكة مقاومة فائقة للتآكل عند درجات الحرارة العالية-وتستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية المختلفة.
ثانيا.بالمقارنة مع السبائك 800، يوفر Incoloy 800H مقاومة محسنة للأكسدة، وقوة درجات الحرارة العالية-، ومقاومة الزحف. ويتم استخدامه على نطاق واسع في الصناعات المعدنية والبتروكيماوية والنووية-خاصة في تصنيع مولدات البخار-ويعد أحد المواد المرشحة الأساسية لأنابيب نقل الحرارة في مولدات البخار بمحطات الطاقة النووية.
ثالثا.يمثل Incoloy 800HT تكرارًا متقدمًا تم تطويره من أسس السبائك 800 و800H، ويتميز بمقاومته الفائقة للزحف ومتانته الاستثنائية عند درجات الحرارة العالية- الفائقة. إن Incoloy 800HT عبارة عن سبيكة كروم أوستنيتية بالكامل ومنخفضة-نيكل{7}}حديد-من الكروم تنتمي إلى نفس سلسلة السبائك مثل Incoloy 800؛ والجدير بالذكر أن محتوى الكوبالت داخل هذه السبيكة يمكن التحكم فيه بشكل صارم ليظل أقل من 0.01%.
الاختلافات في عمليات المعالجة الحرارية
تتطلب كل من Incoloy 800 و800H و800HT معالجة بالمحلول لضمان استقرار بنيتها المجهرية الأوستنيتي؛ ومع ذلك، نظرًا للاختلافات في التركيب الكيميائي، تختلف درجات حرارة المعالجة الحرارية المحددة وطرق التبريد والمتطلبات الإضافية، كما هو مفصل أدناه:
I. إنكولوي 800: درجة حرارة التلدين للمحلول هي 1150-1180 درجة، يليها التبريد بالماء بعد فترة احتجاز مناسبة. الهدف هو تحقيق هيكل أوستنيتي موحد وتعزيز كل من الليونة ومقاومة التآكل. اعتمادًا على الاحتياجات المحددة، يمكن إجراء-معالجة تخفيف الضغط عند درجة حرارة 850-900 درجة (متبوعة بتبريد الهواء)، مما يجعلها مناسبة لقطع العمل التي خضعت للعمل البارد أو اللحام.
ثانيا. إنكولوي 800H: تبلغ درجة حرارة معالجة المحلول حوالي 1150 درجة (أي ما يعادل 2100 درجة فهرنهايت). يتم تحقيق التبريد عن طريق التبريد المائي أو التبريد السريع للهواء، خصيصًا لتجنب منطقة التقصف عند حوالي 475 درجة. يتمثل أحد المتطلبات الأساسية في تحقيق متوسط حجم الحبوب وفقًا لمعيار ASTM Grade 5 أو أكثر خشونة من خلال المعالجة الحرارية، وبالتالي تحسين أداء الزحف في درجات الحرارة العالية. يوصى بالتليين (بصلابة أقل من أو تساوي HB 180) قبل عمليات تصنيع الفتحات العميقة.
ثالثا. إنكولوي 800HT: تتطلب معالجة المحلول تحكمًا صارمًا في درجة الحرارة (ضمن ±10 درجة). على الرغم من أن نطاق درجة الحرارة يشبه نطاق Incoloy 800H، إلا أنه يلزم إجراء معالجة تثبيت إضافية لضمان الترسيب الموحد لكربيدات الألومنيوم - والتيتانيوم. تتطلب هذه الدرجة أيضًا بنية حبيبات خشنة - (أكبر من أو تساوي 90 ميكرومتر / ASTM Grade 4)؛ ومن خلال المعالجة الحرارية الدقيقة، تم تحسين قوة التمزق-الزاحفة بشكل أكبر، مما يجعلها الدرجة التي تتطلب متطلبات عملية المعالجة الحرارية الأكثر صرامة بين الثلاثة.
الاختلافات في درجة حرارة التشغيل
I. إنكولوي 800: يمتلك مقاومة ممتازة للتآكل ومقاومة للحرارة، ويظهر خصائص ميكانيكية جيدة عند درجات حرارة عالية تصل إلى 800 درجة؛ إنه يُظهر مقاومة جيدة للأكسدة، والاختزال، والنتردة، فضلاً عن قابلية التصنيع الجيدة.
ثانيا. إنكولوي 800H:سبيكة كروم أوستنيتية -حديد{1}}نيكل- مقاومة للحرارة تتميز بمحتوى كربون متحكم فيه ومحتوى متزايد من (Al+Ti) مقارنةً بـ Incoloy 800. ينتج عن معالجة التلدين بمحلول متخصص متوسط حجم حبيبي أكبر من أو يساوي 90 ميكرومتر، مما يعزز بشكل كبير قوة الزحف-من التمزق عند درجات حرارة أعلى من 600 درجة.
يعرض قوة تمزق زحف ممتازة عند درجات حرارة عالية تتجاوز 600 درجة، بالإضافة إلى مقاومة جيدة للأكسدة والنتردة والتآكل في ظل ظروف الكربنة.
ثالثا. إنكولوي 800HT:سبيكة كروم من النيكل-الحديد- الأوستنيتي تتميز بمحتوى متزايد من (Al+Ti) مقارنةً بـ Incoloy 800H. يؤدي علاج التلدين المتخصص إلى متوسط حجم حبيبي أكبر من أو يساوي 90 ميكرومتر وزحف فائق-قوة تمزق-خاصة أعلى من 700 درجة -بسبب ترسيب المراحل الغنية بالتيتانيوم-. أقل من 700 درجة، يكون ترسيب المراحل ′ مصحوبًا بانخفاض مماثل في الليونة.
يُظهر قوة تمزق الزحف-الرائعة عند درجات حرارة أعلى من 700 درجة؛ عند تعرضه لبيئات اختزال وأكسدة متناوبة، فإنه يُظهر مقاومة ممتازة للاختزال والأكسدة والنتردة والتآكل الجوي.
الاختلافات في مجالات التطبيق
I. إنكولوي 800:درجة غرض أساسية وعامة- مناسبة للبيئات ذات درجات الحرارة المتوسطة-إلى-المنخفضة (أقل من أو تساوي 650 درجة ) حيث لا تكون متطلبات مقاومة الزحف صارمة. كما أنه يقدم أيضًا أداءً ممتازًا في درجات الحرارة المنخفضة-يحافظ على صلابة جيدة حتى في درجات الحرارة المنخفضة التي تصل إلى -270 درجة . وتشمل تطبيقاته الأساسية معدات معالجة مياه البحر، وأنظمة التخليل، ومكونات الهندسة المبردة، والمفاعلات الكيميائية القياسية، وخطوط أنابيب التبريد داخل المفاعلات النووية (على وجه التحديد في أقسام درجات الحرارة المتوسطة إلى المنخفضة).
ثانيا. إنكولوي 800H:درجة تحمل -درجة حرارة عالية-مصممة لخدمة مستدامة وطويلة الأمد-في نطاق درجات الحرارة من 650 درجة إلى 815 درجة. يتم استخدامه بشكل أساسي في المكونات الحاملة-في قطاع البتروكيماويات-مثل أنابيب أفران تكسير الإيثيلين ومحولات تصنيع الأمونيا-وكذلك في صناعة توليد الطاقة لسخانات الغلايات فوق الحرجة وأنابيب إعادة التسخين، وفي أفران المعالجة الحرارية الصناعية- للأنابيب المشعة.
ثالثا. إنكولوي 800HT:درجة حرارة-عالية جدًا-تم تصميمها لظروف التشغيل القاسية التي تتضمن درجات حرارة أكبر من أو تساوي 815 درجة ومستويات ضغط عالية. يتم استخدامه بشكل أساسي في المكونات المهمة مثل بكرات الفرن في أفران التسخين ذات درجات الحرارة العالية-، وفوهات العادم لتوربينات الغاز الفضائية، وبطانات الأفران الصناعية كبيرة الحجم-. هذه السبيكة قادرة على الحفاظ على استقرار الأبعاد على مدى فترات ممتدة في بيئات درجات الحرارة المرتفعة للغاية-، وبالتالي منع الفشل الناتج عن الزحف.
خاتمة
باختصار، تؤدي الاختلافات الدقيقة في محتوى الكربون والألمنيوم والتيتانيوم بين Incoloy 800 و800H و800HT إلى اختلافات واضحة في متطلبات المعالجة الحرارية وأداء الخدمة، وبالتالي إنشاء تدرج واضح للأداء يتراوح من -منفعة الأغراض العامة إلى الأداء العالي-وقابلية تطبيق درجات الحرارة العالية-العالية-. في التطبيقات الصناعية العملية، يتطلب اختيار السبيكة المناسبة محاذاة دقيقة للخصائص المتأصلة في السبيكة مع المتطلبات المحددة لظروف التشغيل:
يعتبر Incoloy 800 مناسبًا لدرجات الحرارة المنخفضة-إلى-المعتدلة والبيئات ذات الضغط المنخفض-، حيث يعتبر تعدد الاستخدامات وفعالية التكلفة-من الاعتبارات الرئيسية؛ يحقق Incoloy 800H توازنًا بين-قوة درجة الحرارة العالية والتطبيق العملي، مما يجعله الخيار المفضل لمعظم التطبيقات التي تتحمل درجات الحرارة العالية-الأحمال-؛ في حين يُظهر Incoloy 800HT أداءً استثنائيًا في ظل درجات الحرارة العالية جدًا-المرتفعة-وظروف الضغط-الشديدة-لا سيما في البيئات الصعبة حيث تعد المتطلبات الصارمة لمقاومة الزحف على المدى الطويل-واستقرار الأبعاد أمرًا بالغ الأهمية.