Incoloy 800/800L合金

 合金800
NS1101/1Cr20Ni32AlTi
Nicrofer® 3220LC/3220
UNS N08800
810L/800鐵-鎳-鉻合金

800L合金性能

800L合金是一種與800合金 同系列的全奧氏體低碳的鎳-鐵-鉻合金，該合金中的鈷含量可以嚴(yán)格控制在0.01%以下。

800L合金的特點(diǎn)

1. 在高達(dá)500℃的*溫的水性介質(zhì)中具有出色的抗腐蝕性
2. 很好的抗應(yīng)力腐蝕的性能
3. 很好的加工性

800合金的性能

800合金是一種固溶態(tài)高強(qiáng)度奧氏體鎳-鐵-鉻合金，并具有控制成分的碳、
鋁、鈦、硅和錳含量。

 800合金的特點(diǎn)

1. 很好的抗腐蝕和耐高溫性
2. 在零下、室溫和高達(dá)600℃的高溫下都具有很好的機(jī)械性能
3. 很好的抗氧化、還原、氮化環(huán)境性能
4. 很好的加工性

在主要需要耐濕腐蝕環(huán)境時(shí)，建議使用低碳的Nicrofer 3220LC 合金。

Incoloy 800/800L合金表1 牌號及標(biāo)準(zhǔn)

表2 800H化學(xué)成分

表3 物理性能

表4 室溫和高溫典型物理性能

機(jī)械性能

以下是相應(yīng)規(guī)格固溶態(tài)的800H合金和固溶處理態(tài)的800HP合金的性能，其他特殊規(guī)格材料的特殊性能取決于特定的應(yīng)用場合。
表5 800L和800常溫下合金機(jī)械性能

表6 800l和800不同溫度下的機(jī)械性能

圖1 800熱軋棒的不同溫度下的拉伸性能

ISO V 型缺口沖擊韌性
室溫時(shí)的平均值： 縱向 ≥105 J/cm2；橫向 ≥150 J/cm2

金相結(jié)構(gòu)

800L合金為面心立方晶格結(jié)構(gòu)。極低的碳含量和提高了的Ti:C 比率增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和大的抗敏化性以及抗晶間腐蝕性。950℃左右的低溫退火保證了細(xì)晶結(jié)構(gòu)。
800合金是一種奧氏體固溶強(qiáng)化的面心立方晶格結(jié)構(gòu)。在950℃左右的工廠退火環(huán)境中形成的TiC 不會再次溶解。只有一小部分碳以碳化鉻形式沉淀析出。低溫退火保證了細(xì)晶結(jié)構(gòu)，得到了高抗拉和屈服強(qiáng)度。

耐腐蝕性

800L合金能耐很多腐蝕介質(zhì)腐蝕。其較高的鎳含量使其在水性腐蝕條件具有很好的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能。高鉻含量使之具有更好的耐點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕開裂性能。該合金具有很好的耐硝酸、有機(jī)酸腐蝕性，但是在硫酸和鹽酸中的耐腐蝕性有限。除了在鹵化物有可能發(fā)生點(diǎn)腐蝕外，在氧化性和非氧化性鹽中有很好的耐腐蝕性。在水、蒸氣以及蒸汽、空氣、二氧化碳的混合物中也具有很好的耐腐蝕性。
800合金能耐很多腐蝕介質(zhì)腐蝕。在水性腐蝕環(huán)境中，其耐腐蝕性與奧氏體不銹鋼相當(dāng)。高鎳含量使其能抗應(yīng)力腐蝕開裂，高鉻含量使其具有更好的抗點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕性。該合金具有很好的耐硝酸、有機(jī)酸腐蝕性，但是在硫酸和鹽酸中的耐腐蝕性有限。除了在鹵化物有可能發(fā)生點(diǎn)腐蝕外，在氧化性和非氧化性鹽中有很好的耐腐蝕
性。在水、蒸氣以及蒸汽、空氣、二氧化碳的混合物中也具有很好的耐腐蝕性。在高溫時(shí)具有的抗氧化、碳化氣氛和氧化、碳化交替發(fā)生的環(huán)境性能。耐氫氣、氮?dú)夂秃驓怏w腐蝕的性能同樣很好，在后者的應(yīng)用環(huán)境中，在氧化條件中又比在還原條件中性能好。

應(yīng)用范圍

800L合金

1. 硝酸冷凝器——耐硝酸腐蝕
2. 蒸汽加熱管——很好的機(jī)械性能
3. 加熱元件管——很好的機(jī)械性能
4. 對于應(yīng)用于高達(dá)500℃的環(huán)境，合金供貨態(tài)為退火態(tài)。

800合金

1. 加熱元件管——很好的機(jī)械性能
2. 醋酐裂解——耐加工過程中的腐蝕
3. 對于應(yīng)用于高達(dá)600℃的環(huán)境，合金供貨態(tài)為退火態(tài)。對于應(yīng)用于高溫環(huán)境，建
4. 議合金供貨態(tài)為固溶退火態(tài)。

加工和熱處理

800L/800合金適合于熱加工和冷加工，但由于具有高強(qiáng)度，需要大功率的加工設(shè)備，且都適合于用各種方便的焊接方法焊接。
加熱：
1. 在熱處理之前及熱處理過程中應(yīng)始終保持工件清潔。
2. 在熱處理過程中不能接觸硫、磷、鉛及其它低熔點(diǎn)金屬，否則會損害材料的性能，應(yīng)注意清除諸如標(biāo)記漆、溫度指示漆、彩色蠟筆、潤滑油、燃料等污物。
3. 燃料中的含硫量越低越好，天然氣中的硫含量應(yīng)少于0.1%，重油中硫含量應(yīng)少于0.5%。
4. 考慮到溫度控制和保持清潔的需要，好在真空爐或氣體保護(hù)爐中進(jìn)行熱處理。
5. 也可以在箱式爐或燃?xì)鉅t中加熱，但爐氣必須潔凈并以中性至微氧化性為宜，應(yīng)避免爐氣在氧化性和還原性之間波動，加熱火焰不能直接燒向工件。

熱加工：
1. 800L/800合金的熱加工溫度范圍1200℃-900℃，冷卻方式為水淬或在760℃-540℃之間盡量快速冷卻。熱彎曲應(yīng)在1150℃-1000℃之間進(jìn)行。
2. 為得到佳抗腐蝕性能和抗蠕變性，熱加工后要進(jìn)行退火處理。
3. 材料可以直接送入已升溫至1200℃的爐中，材料的保溫時(shí)間為每100mm 厚度保溫60 分鐘。保溫足夠的時(shí)間后迅速出爐，在規(guī)定的溫度范圍進(jìn)行熱加工。當(dāng)材料溫度降到低于熱加工溫度時(shí)，需重新加熱。
冷加工：
1.800L/800合金的加工硬化率大于奧氏體不銹鋼，因此需要對加工設(shè)備進(jìn)行挑選。冷加工材料應(yīng)為退火熱處理態(tài)，并且在冷加工時(shí)應(yīng)進(jìn)行中間退火。
2. 若冷加工量大于10%，則在使用前需要對工件進(jìn)行軟化退火處理。
熱處理：
1. 800L/800合金的軟化退火處理溫度范圍都是920℃～980℃，佳處理溫度是950℃。
2. 為得到佳的抗腐蝕性，冷卻方式采用水淬，厚度小于1.5mm 的材料也可采用快速空冷。
3. 在熱處理過程中，都要按照前述的加熱過程中必須保持清潔的事項(xiàng)操作。
去氧化皮及酸洗：
1. 800L/800合金的表面氧化物和焊縫周圍的焊渣的附著性比不銹鋼更強(qiáng)，機(jī)械方法和化學(xué)方法都可以使用，選擇機(jī)械方法時(shí)要避免會產(chǎn)生金屬污染或產(chǎn)生表面變形的方法。
2. 在用HNO3/HF 混合酸進(jìn)行酸洗前必須小心打磨或鹽浴預(yù)處理將氧化膜打碎。
機(jī)加工
800L/800合金須在退火熱處理之后進(jìn)行機(jī)加工，由于材料的加工硬化，因此宜采用比加工低合金標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼低的切削速度和重進(jìn)刀進(jìn)行加工，才能車入已冷作硬化的表層下面。

焊接方面的建議

在對鎳基材料進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)程：
1. 工作場地：工作場地應(yīng)單獨(dú)分開或與碳鋼的加工區(qū)域有足夠遠(yuǎn)的距離，盡可能保持清潔，設(shè)有隔板并避免兩區(qū)域間通風(fēng)；
2. 工作服和輔助用品：應(yīng)佩戴干凈的細(xì)紋皮手套，穿著干凈的工作服。
3. 工具和機(jī)器設(shè)備：應(yīng)該有鎳基合金和鎳鉻鋼的工具，鋼絲刷應(yīng)采用不銹鋼材料制成，機(jī)器設(shè)備如剪切機(jī)、沖床、軋機(jī)等應(yīng)該蓋上氈、紙板或塑料紙以防鐵碳金屬掉在機(jī)器表面而使加工材料粘上，導(dǎo)致腐蝕。
清理：
需用丙酮對母材焊接區(qū)域的基體金屬和填充合金（如焊條）進(jìn)行清潔，注意不能
使用三氯乙烯TRI、全氯乙烯PER 和四氯化物TETRA。
邊緣準(zhǔn)備：
采用機(jī)加工，如車、銑、刨，也可以進(jìn)行等離子切割，若采用后者，切割邊
緣（焊接面）一定要研磨干凈平整，允許不過熱的精磨。母材的焊接邊緣大約25mm 寬的區(qū)域必須打磨至光亮金屬變面。
坡口角度：
與碳鋼相比，鎳基合金和特種不銹鋼的物理性能特點(diǎn)主要是低的熱導(dǎo)率和高的膨
脹系數(shù)，這些特性都要在焊接坡口準(zhǔn)備時(shí)予以考慮，包括加寬底部間隙（1-3mm），同時(shí)由于熔融金屬的粘滯性，在對接焊時(shí)應(yīng)采用更大的坡口角度（60-70°）以抵消材料的收縮。
起弧：
不能在工件表面起弧，應(yīng)在焊接面起弧，以防起弧點(diǎn)導(dǎo)致腐蝕。
焊接工藝：
800L/800合金適合采用傳統(tǒng)焊接工藝焊接，如鎢電極惰性氣體保護(hù)焊、等離子弧焊、手工亞弧焊、金屬極惰性氣體保護(hù)焊、熔化極惰性氣體保護(hù)焊、保護(hù)氣體電弧焊等。
800L/800合金的焊接必須在退火態(tài)進(jìn)行，并清理干凈污漬、粉塵和各種記號。采用低熱量輸入，層間溫度不超過150℃。無需焊前或焊后熱處理。