Incoloy 800HT (UNS N08811) 是一种改良型的镍-铁-铬固溶强化高温合金。它是在经典的Incoloy 800/800H基础上发展而来,通过精确控制钛(Ti)和铝(Al)的含量,并提高碳(C)含量下限,使其在高温下具有更优异的抗蠕变和持久断裂强度。这种合金设计用于承受高温、高压环境,同时保持出色的抗氧化、抗渗碳和抗硫化物腐蚀能力。3.0mm及以上厚度的钢板广泛用于制造承压部件、热交换器、炉管、转化炉管、高温容器等关键设备。
Incoloy 800HT的化学成分是其性能的基础,采购时必须严格核对质保书是否符合标准要求,特别是关键元素:
镍 (Ni): 30.0 - 35.0%。镍是合金基体,提供奥氏体结构稳定性、高温强度和基本耐蚀性。
铬 (Cr): 19.0 - 23.0%。铬形成致密的氧化铬(Cr2O3)保护膜,提供高温抗氧化、抗渗碳和抗硫化的核心能力。
铁 (Fe): 余量。作为基体的主要组成部分。
碳 (C): 0.06 - 0.10%。显著高于普通800H(0.05-0.10%)的下限。通过形成碳化物强化晶界,是提升高温蠕变强度的关键元素。采购厚板时需确保C含量不低于0.06%。
铝 (Al): 0.15 - 0.60% 和 钛 (Ti): 0.15 - 0.60%。Al和Ti共同作用,在高温下形成细小的γ'相(Ni3(Al,Ti)),提供显著的沉淀强化效果,这是800HT相对于800/800H高温强度大幅提升的主要原因。两者含量需平衡且满足范围要求。
锰 (Mn): ≤ 1.50%。脱氧剂,改善热加工性。
硅 (Si): ≤ 1.00%。脱氧剂,过量可能影响热塑性。
铜 (Cu): ≤ 0.75%。通常视为残余元素,过量可能影响热加工性。
硫 (S): ≤ 0.015%。杂质元素,越低越好,影响热加工性和耐蚀性。
磷 (P): 通常要求 ≤ 0.030%。杂质元素,影响韧性和耐蚀性。
采购警示: 务必确认供应商提供的材料化学成分分析报告完全符合上述范围,特别是C≥0.06%、Al+Ti在0.30-1.20%范围内且各自满足0.15-0.60%。成分偏差直接影响最终高温性能。
卓越的高温强度与抗蠕变性: 这是800HT最突出的优势。在550°C至750°C甚至更高的温度区间,其抗蠕变断裂强度和持久寿命远优于普通奥氏体不锈钢和基础型800/800H合金。这得益于较高的碳含量以及Al/Ti形成的强化相。对于≥3.0mm的厚板构件,承受高应力和高温时,优异的抗蠕变能力至关重要,能有效防止长期服役下的过度变形和失效。
优异的抗氧化和抗渗碳性能: 高铬含量确保在高温空气、燃烧产物以及含碳气氛(如渗碳性气体)中形成稳定、自愈的保护性氧化膜,抵抗氧化皮剥落和内部渗碳。适用于石化裂解、转化炉、热处理炉等环境。
良好的抗硫化和抗腐蚀性能: 对含硫气氛(如H2S)以及多种还原性酸、碱性溶液、盐类(特别是氯化物应力腐蚀开裂)具有良好的抵抗能力,优于普通不锈钢。但在强还原性酸或高浓度卤化物中仍需谨慎评估。
良好的热稳定性: 在长期高温暴露下,组织相对稳定,不易发生有害相变(如σ相析出倾向较低),有助于保持力学性能和韧性。
良好的成型性与可焊性: 虽然强度高于普通奥氏体钢,但800HT仍具有较好的冷热成型能力。焊接性能良好,可采用常规的镍基合金焊接工艺(如TIG、MIG、SMAW),但需注意焊材匹配(通常选用ERNiCr-3/INCONEL Filler Metal 82/182/625等)和适当的预热、层间温度控制(尤其厚板焊接),焊后一般不需要固溶处理,但需保证焊接质量以避免晶间腐蚀或应力腐蚀风险。
Incoloy 800HT厚钢板的生产、检验和验收需遵循严格的国际和国内标准。采购合同中必须明确指定所依据的标准版本。常用标准包括:
ASTM (美国材料与试验协会):
ASTM B409 / B409M: 这是最核心的标准,规范了镍-铁-铬合金(包括800HT UNS N08811)轧制板材、薄板和带材的要求。涵盖了化学成分、力学性能(室温及高温)、尺寸公差、表面质量、无损检测(如协商要求)等。采购厚板(≥3.0mm)主要引用此标准。需注意标准中关于热处理状态(通常是固溶退火态)的要求。
ASTM B906: 镍合金(UNS N06600、N06601、N06603、N06690、N06693、N06025、N06045、N06200、N08800、N08810、N08811)板材、薄板和带材的通用要求标准,常与B409配合使用。
ASME (美国机械工程师协会):
ASME SB409 / SB409M: 基本等同于ASTM B409/B409M,被ASME锅炉及压力容器规范采纳,用于承压设备制造。采购用于ASME规范设备时,必须指明ASME版本。
EN (欧洲标准):
EN 10095: 耐热钢和合金。其中可能包含类似成分牌号的要求(如NiCr31Fe,但需仔细核对具体牌号对应关系)。
EN 10204: 材料检验文件类型(如要求3.1或3.2证书)。
GB/T (中国国家标准):
GB/T 15007: 耐蚀合金牌号。其中对应牌号可能为NS1103或NS1104(具体对应关系需查最新标准确认)。
GB/T 14992: 高温合金牌号。
GB/T 14995/14996: 高温合金热轧/冷轧板材标准(需确认是否包含800HT或对应国标牌号)。
NACE MR0175/ISO 15156: 石油和天然气工业—油气生产中含H2S环境下使用的材料。800HT通常被认为适用于特定级别的H2S环境,采购用于酸性环境时需确认其合规性。
采购要点:
明确要求供应商提供符合ASTM B409 / B409M (或 ASME SB409/SB409M) 标准的材料,并注明UNS N08811。
索取完整的材料测试报告 (MTR/C of C),包含炉号、规格、实际化学成分(需满足标准要求)、室温力学性能实测值(抗拉强度、屈服强度、延伸率)、热处理状态(固溶退火)、以及可能要求的高温性能数据或无损检测报告。
对于≥3.0mm厚板,关注室温力学性能(典型要求:抗拉强度≥550 MPa, 屈服强度≥230 MPa, 延伸率≥30%)是否达标。
确认热处理状态为固溶退火态(Solution Annealed),这是标准交付状态。
根据应用需求,可能要求额外的无损检测(如超声UT、渗透PT) 以确保厚板内部和表面质量无缺陷。
明确尺寸公差(厚度、宽度、长度、不平度等),应符合标准规定(如ASTM B409中的要求)。
关注表面质量,无影响使用的裂纹、折叠、夹渣等缺陷。
石化行业:乙烯裂解炉管、转化炉管、辐射段炉管、高温集气管、高温换热器壳体/管板。
化工行业:高温高压反应器、加热器、催化重整装置部件。
热处理工业:渗碳炉罐、马弗罐、料盘、导轨、风扇。
电力行业:废热锅炉、过热器部件。
核工业:高温气冷堆热交换部件(需满足核级标准)。
一般工业:需要承受高温、高压、腐蚀环境的压力容器和结构件。
采购Incoloy 800HT 3.0mm以上厚钢板时,核心在于:
严控成分: 确保C≥0.06%, Al和Ti均在0.15-0.60%范围内且总量适宜。
标准合规: 明确指定并遵循ASTM B409/B409M (或 ASME SB409/SB409M) 标准,要求UNS N08811牌号。
性能保障: 索取完整的MTR,验证室温力学性能(强度、塑性)达标。
状态确认: 材料状态为固溶退火态。
质量证明: 要求提供符合规范的质保书(MTR),必要时增加无损检测要求。
源头可靠: 选择信誉良好、具备完善质保体系的生产商或授权代理商。
通过严格把控这些环节,采购员才能确保获得的Incoloy 800HT厚钢板能够满足苛刻的高温高压服役环境要求,保障设备的安全性和长寿命运行。