آلیاژ اینکونل 800H/HT

آلیاژ اینکونل 800H/HT یک آلیاژ نیکل–آهن–کروم است که به دلیل مقاومت در برابر اکسیداسیون و کربوره‌شدن در دماهای بالا (1037 درجه سانتیگراد)، در کاربردهایی مانند قطعات کوره و تجهیزات حرارتی مرتبط در صنایع پتروشیمی، صنایع هسته‌ای و نیروگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این آلیاژ در کلیه موارد مقاومت بالایی در برابر خوردگی از خود نشان می‌دهد. با این حال، به دلیل وجود 32% نیکل در ترکیب شیمیایی آن، مقاومت آلیاژ در برابر ترک ناشی از خوردگی تنشی در محیط‌های کلریدی و تردی ناشی از رسوب فاز سیگما تا حد بسیار زیادی افزایش می‌یابد. همچنین، میزان زیاد کروم و نیکل در ترکیب آلیاژهای 800H و 800HT باعث مقاومت خوبی در بسیاری از محیط‌های حاوی سولفور در دماهای بالا و نیتروره شدن می‌شود. اگرچه آلیاژ اینکول 600 با مقدار 76% نیکل گزینه نخست جهت استفاده در محیط‌های نیتروره‌کننده است، اما آلیاژهای 800H و 800HT با 32% نیکل همچنان مقاومت خوبی در بسیاری از محیط‌های نیتروره‌کننده از خود نشان می‌دهند.

آلیاژ اینکول 800 به سه گروه آلیاژی 800، 800H و 800HT تقسیم می‌شود. آلیاژهای 800، 800H و 800HT به طور کلی به شدت مشابه هستند، با اختلاف اصلی کربن دارا بودن در آلیاژهای 800H و 800HT (با مقادیری در حدود 0.05 تا 0.1%). همچنین، آلیاژ 800HT نسبت به دو گرید دیگر دارای مقادیر بالاتری از آلومینیوم و تیتانیم است.

آلیاژهای 800H و 800HT دارای مقاومت بسیار بالایی در برابر خزش و تنش گسیختگی هستند. به همین دلیل در کاربردهایی که قطعات برای مدت زمان طولانی در دماهای بالا قرار دارند و نیاز به مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون، کربوره‌شدن و خوردگی داریم، از آلیاژهای 800H و 800HT استفاده می‌شود.

تمامی گریدهای آلیاژ اینکونل 800 مناسب برای استفاده در بویلرها، شیرها، صنایع هسته‌ای و خطوط لوله تحت فشار هستند.

آلیاژهای 800، 800H و 800HT در مقایسه با سایر سوپرآلیاژهای معمولاً برای طراحی بویلر و خطوط تحت فشار استفاده می‌شوند، می‌توانند تنش‌های بسیار بالایی را تا دمای 816 درجه سانتیگراد تحمل کنند. آلیاژ 800 معمولاً تا دمای 593 درجه سانتیگراد و آلیاژ 800H و 800HT در دماهای بالاتر از 593 درجه سانتیگراد (جایی که مقاومت در برابر خزش و گسیختگی ضروری است) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آلیاژهای 800H و 800HT با استفاده از روش‌های استاندارد جوشکاری قابل استفاده هستند و در صنایع مختلف به کار می‌روند.

این آلیاژها از استانداردهای زیر پیروی می‌کنند :

– استاندارد B 409 از سازمان “آزمایش و مواد آمریکا (ASTM)”

– استاندارد SB 409 از سازمان “جامعه مهندسین مکانیک آمریکا (ASME)”

– استاندارد 5871 AMS

استفاده‌های متنوعی برای آلیاژهای 800H و 800HT وجود دارد :

1. فرآوری مواد شیمیایی و پتروشیمی : این آلیاژها در تولید اتیلن، اتیلن دی‌کلرید، استیک انیدرید، کتن، اسید نیتریک و دیگر مواد شیمیایی کاربرد دارند.
2.  
3. پالایش نفت : آلیاژهای 800H و 800HT در اصلاح بخار، هیدروکربن‌ها و واحدهای هیدرودآلکیلاسیون در صنعت پالایش نفت استفاده می‌شوند.
4.  
5. تولید برق : از این آلیاژها در ساخت مبدل‌های حرارتی موجود در راکتورهای هسته‌ای خنک‌شونده با گاز، مبدل‌های حرارتی و لوله‌کشی در نیروگاه‌های زغال سنگ استفاده می‌شود.
6.  
7. تجهیزات پردازش حرارتی : آلیاژهای 800H و 800HT در ساخت لوله‌های تابشی و تجهیزات مورد نیاز برای کوره‌ها و تجهیزات پردازش حرارتی دیگر به کار می‌روند.

آلیاژهای 800H و 800HT دارای مشخصات فیزیکی و مکانیکی معتبری هستند. در زیر به این مشخصات اشاره شده است :

– چگالی (در دمای اتاق) : 0.287 پوند بر اینچ مکعب (7.94 گرم بر سانتی‌متر مکعب)

– مدول الاستیسیته : 28.5 میلیون پوند بر اینچ مربع (196.5 گیگاپاسکال)

– محدوده دمای ذوب : از 2475 تا 2525 درجه فارنهایت (از 1357 تا 1385 درجه سلسیوس)

– گرمای ویژه (در دمای 32 تا 212 درجه فارنهایت یا 0 تا 100 درجه سلسیوس) : 0.11 BTU بر پوند بر درجه فارنهایت (460 ژول بر کیلوگرم بر کلوین)

– رسانایی گرمایی (در دمای 212 درجه فارنهایت یا 100 درجه سلسیوس) : 10.6 BTU بر ساعت بر متر مربع بر ساعت بر درجه فارنهایت (18.3 وات بر متر بر کلوین)

– مقاومت الکتریکی ویژه (در دمای 68 درجه فارنهایت یا 20 درجه سلسیوس) : 59.5 میکرو اهم بر اینچ (99 میکرو اهم بر سانتی‌متر)

خواص مکانیکی (در دمای 70 درجه فارنهایت یا 21 درجه سلسیوس) :

– استحکام تسلیم (با 0.2 درصد آفست) : 29000 psi (200 مگاپاسکال)

– استحکام کششی نهایی : 77000 psi (531 مگاپاسکال)

– افزایش طول نسبی (در هر 2 اینچ) : 52 درصد

– سختی برینل : 126

این مشخصات نشان دهنده مقاومت مناسب این آلیاژها در برابر اکسیداسیون و خوردگی به‌ویژه در محیط‌های شیمیایی و داغ می‌باشد.