Allgemeine Eigenschaften
Die Legierungen 800H (UNS N08810) und 800HT (UNS N08811) sind doppelt zertifizierbare Nickel-Eisen-Chrom-Materialien, die Oxidation, Aufkohlung und anderen Hochtemperaturkorrosionen widerstehen. Die chemische Zusammensetzung der beiden Legierungen ist identisch mit der Legierung 800 (UNS N08800), mit Ausnahme des höheren Kohlenstoffgehalts, der in beiden Sorten vorhanden ist – (0,05–0,10 %) in der Legierung 800H und (0,06–0,10 %) in der Legierung 800HT. Alloy 800HT hat auch einen Zusatz von bis zu 1,0 % Aluminium und Titan. Zusätzlich zu den chemischen Einschränkungen erhalten beide Legierungen eine Hochtemperatur-Glühbehandlung, die eine durchschnittliche Korngröße von ASTM 5 oder gröber erzeugt. Die eingeschränkten chemischen Zusammensetzungen in Kombination mit dem Hochtemperaturglühen stellen sicher, dass diese Materialien im Vergleich zu Alloy 800 eine höhere Kriech- und Bruchfestigkeit aufweisen.
Alloy 800H hat gute Zeitstandeigenschaften bei Temperaturen über 600 °C (1100 °F). Es bleibt während des Langzeitgebrauchs bei Temperaturen unter 700 °C (1290 °F) aufgrund eines maximalen Titan- und Aluminiumgehalts von 0,7 % duktil. Alloy 800 mit einem Standardglühen wird für den Einsatz unter 600 °C (1100 °F) empfohlen. Alloy 800H widersteht reduzierenden, oxidierenden und nitrierenden Atmosphären sowie abwechselnd reduzierenden und oxidierenden Atmosphären. Die Legierung bleibt im Langzeitbetrieb bei hohen Temperaturen stabil.
Die Legierung 800HT hat eine ausgezeichnete Kriechfestigkeit bei Temperaturen über 700 °C (1290 °F). Wenn die Anwendung häufige Temperaturschwankungen unter 700 °C (1290 °F) beinhaltet oder Teile dauerhaft einer Temperatur unter 700 °C (1290 °F) ausgesetzt sind, sollte Alloy 800H verwendet werden. Die hohe Temperaturbeständigkeit von Alloy 800HT ist vergleichbar mit Alloy 800H. Es bleibt auch im Langzeitbetrieb bei hohen Temperaturen stabil.
Anträge
- Chemische und petrochemische Verarbeitung – Prozessanlagen zur Herstellung von Ethylen, Ethylendichlorid, Essigsäureanhydrid, Keten, Salpetersäure und Knallalkohol
- Erdölraffination – Dampf-/Kohlenwasserstoffreformer und Hydrodealkylierungsanlagen
- Stromerzeugung – Dampfüberhitzer und Hochtemperatur-Wärmetauscher in gasgekühlten Kernreaktoren, Wärmetauscher und Rohrleitungssysteme in Kohlekraftwerken
- Vorrichtungen für die Wärmebehandlung – Strahlrohre, Muffeln, Retorten und Vorrichtungen für Wärmebehandlungsöfen
Normen
ASTM.................. B 409ASME.................. SB 409
AMS................... 5871
Chemische Analyse
Gewicht % (alle Werte sind maximal, sofern kein Bereich anders angegeben ist)
|
Element |
800H |
800HT |
|
Nickel |
30.0 min.-35.0 max. |
30.0 min.-35.0 max. |
|
Chrom |
19.0 min.-23.0 max. |
19.0 min.-23.0 max. |
|
Eisen |
39.5 |
39.5 |
|
Kohlenstoff |
0.05 min.-0.10 max. |
0.06 min.-0.10 max. |
|
Mangan |
1.50 |
1.50 |
|
Phosphor |
0.045 |
0.045 |
|
Schwefel |
0.015 |
0.015 |
|
Silizium |
1.0 |
1.0 |
|
Aluminium |
0,15 min.-0,60 max. |
0.25 min.-0.60 max. |
|
Titan |
0,15 min.-0,60 max. |
0.25 min.-0.60 max. |
|
Aluminium & Titan |
0.30 min.-1.20 max. |
0.85 min.-1.20 max. |
Physikalische Eigenschaften
Dichte
0,287 Pfund/in37,94 g/cm3
Spezifische Wärme
0,11 BTU/lb-°F (32-212 °F)460 J/kg-°K (0-100°C)
Elastizitätsmodul
28,5 x 106 psi196,5 GPa
Wärmeleitfähigkeit 100 °C (200 °F)
10,6 BTU/Std/ft2/ft/°F18,3 W/m-°K
Schmelzbereich
2475 – 2525°F1357 – 1385°C
Elektrischer Widerstand
59,5 Mikrohm Zoll bei 68 °C99 Mikrohm-cm bei 20°C
|
Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient |
|||
|
°F |
°C |
in/in/°F |
cm/cm°C |
|
200 |
93 |
7,9 x 10-6 cm |
14,4 x 10-6 cm |
|
400 |
204 |
8,8 x 10-6 cm |
15,9 x 10-6 cm |
|
600 |
316 |
9,0 x 10-6 cm |
16,2 x 10-6 cm |
|
800 |
427 |
9,2 x 10-6 cm |
16,5 x 10-6 cm |
|
1000 |
538 |
9,4 x 10-6 cm |
16,8 x 10-6 cm |
|
1200 |
649 |
9,6 x 10-6 cm |
17,1 x 10-6 cm |
|
1400 |
760 |
9,9 x 10-6 cm |
17,5 x 10-6 cm |
|
1600 |
871 |
10,2 x 10-6 cm |
18,0 x 10-6 cm |
Mechanische Eigenschaften
Typische Werte bei 21 °C (70 °F)
|
Streckgrenze |
Ultimative Zugfestigkeit |
Verlängerung |
Härte |
||
|
psi (min.) |
(MPa) |
psi (min.) |
(MPa) |
% (min.) |
(max.) |
|
29,000 |
200 |
77,000 |
531 |
52 |
126 Brinell |
Kriech- und Brucheigenschaften
Die strenge chemische Kontrolle und die Wärmebehandlung beim Lösungsglühen wurden entwickelt, um optimale Kriech- und Brucheigenschaften für die Legierungen 800H und 800HT zu gewährleisten. Die folgenden Diagramme zeigen die hervorragenden Kriech- und Brucheigenschaften dieser Legierungen.
Repräsentative Bruchfestigkeitswerte für die Legierungen 800H/800HT
|
Temperatur |
10.000 h |
30.000 h |
50.000 h |
100.000 h |
|||||
|
°F |
°C |
Ksi |
Mpa |
Ksi |
Mpa |
Ksi |
Mpa |
Ksi |
Mpa |
|
1200 |
650 |
17.5 |
121 |
15.0 |
103 |
14.0 |
97 |
13.0 |
90 |
|
1300 |
705 |
11.0 |
76 |
9.5 |
66 |
8.8 |
61 |
8.0 |
55 |
|
1400 |
760 |
7.3 |
50 |
6.3 |
43 |
5.8 |
40 |
5.3 |
37 |
|
1500 |
815 |
5.2 |
36 |
4.4 |
30 |
4.1 |
28 |
3.7 |
26 |
|
1600 |
870 |
3.5 |
24 |
3.0 |
21 |
2.8 |
19 |
2.5 |
17 |
|
1700 |
925 |
1.9 |
13 |
1.6 |
11 |
1.4 |
10 |
1.2 |
8.3 |
|
1800 |
980 |
1.2 |
8.3 |
1.0 |
6.9 |
0.9 |
6.2 |
0.8 |
5.5 |
Oxidationsbeständigkeit
Die Kombination des hohen Nickel- und Chromgehalts in den Legierungen 800H und 800HT verleiht beiden Legierungen hervorragende Oxidationsbeständigkeitseigenschaften. Die Ergebnisse der zyklischen Oxidationstests bei 980 °C (1800 °F) und 1095 °C (2000 °F) sind unten dargestellt.
Korrosionsbeständigkeit
Der hohe Nickel- und Chromgehalt der Legierungen 800H und 800HT bedeutet im Allgemeinen, dass sie eine sehr ähnliche wässrige Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Die Legierungen haben eine Korrosionsbeständigkeit, die mit 304 vergleichbar ist, wenn sie für Salpetersäure und organische Säuren verwendet werden. Die Legierungen sollten nicht für Schwefelsäure verwendet werden. Sie unterliegen der Ausfällung von Chromkarbid, wenn sie über einen längeren Zeitraum im Temperaturbereich von 538 bis 760 °C (1000 bis 1400 °F) ausgesetzt sind.
Da die Legierungen 800H und 800HT in erster Linie für die Hochtemperaturfestigkeit entwickelt wurden, beinhalten korrosive Umgebungen, denen diese Sorten ausgesetzt sind, normalerweise Hochtemperaturreaktionen wie Oxidation und Aufkohlung.
Fertigungsdaten
Die Legierungen 800H und 800HT können leicht geschweißt und mit Standard-Fertigungsverfahren verarbeitet werden. Aufgrund der hohen Festigkeit der Legierungen erfordern sie jedoch eine leistungsfähigere Prozessausrüstung als austenitische Standard-Edelstähle.
Warmumformung
Der Warmarbeitstemperaturbereich für die Legierungen 800H und 800HT beträgt 950 bis 1200 °C (1740 bis 2190 °F), wenn die Verformung 5 Prozent oder mehr beträgt. Wenn der Grad der Warmverformung weniger als 5 Prozent beträgt, wird ein Warmarbeitstemperaturbereich zwischen 850 und 1050 °C (1560 bis 1920 °F) empfohlen. Wenn die Temperatur des warmen Arbeitsmetalls unter die minimale Arbeitstemperatur fällt, muss das Werkstück erneut erhitzt werden. Die Legierungen sollten mit Wasser abgeschreckt oder durch einen Temperaturbereich von 540 bis 760 °C (1000–1400 °F) mit Luft gekühlt werden. Die Legierungen 800H und 800HT müssen nach der Warmumformung geglüht werden, um eine optimale Kriechfestigkeit und Eigenschaften zu gewährleisten.
Kaltumformung
Die Legierungen sollten sich vor der Kaltumformung im geglühten Zustand befinden. Die Kaltverfestigungsraten sind höher als bei den austenitischen Edelstählen. Dies sollte bei der Auswahl der Prozessanlagen berücksichtigt werden. Eine Zwischenwärmebehandlung kann bei hoher Kaltumformung oder bei mehr als 10 Prozent Verformung notwendig sein.
Schweißen
Die Legierungen 800H und 800HT können problemlos mit den meisten Standardverfahren geschweißt werden, einschließlich GTAW (WIG), PLASMA, GMAW (MIG/MAG) und SMAW (MMA). Das Material sollte sich im lösungsgeglühten Zustand befinden und frei von Fett, Markierungen oder Zunder sein. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist nicht erforderlich. Das Bürsten mit einer Edelstahldrahtbürste nach dem Schweißen entfernt die Hitzetönung und erzeugt eine Oberfläche, die kein zusätzliches Beizen erfordert.
Zerspanung
Die Legierungen 800H und 800HT sollten vorzugsweise im geglühten Zustand bearbeitet werden. Da die Legierungen zur Kaltverfestigung neigen, sollten nur niedrige Schnittgeschwindigkeiten verwendet und das Schneidwerkzeug immer eingerastet sein. Eine ausreichende Schnitttiefe ist erforderlich, um den Kontakt mit der zuvor geformten kaltverfestigten Zone zu vermeiden.