N08810(UNS N08810,商品名Incoloy® 800H/800HT)是一种奥氏体镍-铁-铬合金,具有优异的高温强度、抗氧化性和耐腐蚀性。本文系统分析了其化学成分、物理机械性能及典型工业应用,旨在为高温环境下的材料选型提供参考。
N08810合金的化学成分设计以镍(Ni)为基体,通过添加铬(Cr)、铁(Fe)等元素优化其高温稳定性(表1)。
元素 | 含量(wt%) | 作用 |
Ni | 30.0-35.0 | 基体,增强高温强度及延展性 |
Cr | 19.0-23.0 | 抗氧化及耐腐蚀性 |
Fe | ≥39.5 | 降低成本,稳定奥氏体结构 |
C | 0.05-0.10 | 强化晶界,提升蠕变强度 |
Al+Ti | ≤0.75 | 形成γ'相,增强高温性能 |
Si | ≤1.0 | 改善铸造流动性 |
Mn | ≤1.5 | 脱氧,抑制硫脆性 |
注:800HT(N08811)为高碳变种(C≥0.06%),专为长期高温服役设计。
密度:7.95 g/cm³
熔点:1350-1400℃
热膨胀系数(20-1000℃):14.4×10⁻⁶/K
热导率(100℃):11.1 W/(m·K)
抗拉强度(Rm):≥450 MPa
屈服强度(Rp0.2):≥180 MPa
延伸率(A):≥30%
抗氧化性:可在1100℃以下长期使用,表面形成致密Cr₂O₃氧化膜。
蠕变强度(800℃, 1000h):≥35 MPa(800HT通过碳含量优化提升至≥45 MPa)。
在氧化性介质(如硝酸、硫酸)中表现优异;
抗渗碳、硫化及氯化物应力腐蚀开裂(Cl⁻浓度<50 ppm);
适用于弱还原性环境(需避免强还原性酸)。
裂解炉管:乙烯裂解装置中耐受900-1100℃高温及渗碳环境。
重整炉部件:用于制氢装置,抵抗H₂S和CO腐蚀。
辐射管与马弗罐:在渗碳、退火炉中稳定服役寿命达10年以上。
高温夹具:支撑件在连续热处理中减少变形。
核电蒸汽发生器管道:耐高温高压水蒸气腐蚀(需配合Incoloy 690使用)。
垃圾焚烧炉部件:抵抗含Cl⁻、SOₓ烟气腐蚀。
高温换热器、燃气轮机燃烧室衬套、氨合成反应器。
热加工:推荐加热至1150-1200℃锻造,终锻温度≥900℃。
冷加工:需中间退火(1050-1150℃)以消除加工硬化。
焊接:优先选用ERNiCr-3焊丝,控制层间温度≤150℃。
vs. 304不锈钢:N08810高温强度提高3倍,适用温度上限提升300℃。
vs. Inconel 600:成本降低20%,但耐还原性酸能力稍弱。
N08810合金凭借其平衡的化学成分与稳定的高温性能,成为石化、能源等领域高温部件的优选材料。未来可通过纳米析出相调控进一步提升其极限服役温度。
参考文献
ASTM B409-14, Standard Specification for Nickel-Iron-Chromium Alloy Plate, Sheet, and Strip.
Special Metals Corporation. (2020). INCOLOY® Alloys 800H/800HT Technical Data.
《高温合金手册》(第三版),中国标准出版社,2018.
关键词:N08810;镍基合金;高温强度;抗氧化性;工业炉管