310S vs Incoloy 800: Gwres-Dewis Aloi Gwrthiannol ar gyfer Cymwysiadau Ffwrnais ac Odyn

Rhagymadrodd

Mae peirianwyr ffwrnais, odyn a phrosesu thermol yn wynebu'r un penderfyniad materol fel mater o drefn: pennu -dur gwrthstaen sy'n gallu gwrthsefyll gwres yn effeithiol, neu gamu i fyny at aloi cromiwm nicel wedi'i adeiladu ar gyfer cryfder tymheredd uchel parhaus.310S dur di-staenac Incoloy 800 (gan gynnwys yr amrywiadau 800H a 800HT) yw'r ddau ymgeisydd mwyaf cyffredin o'u cymharu ar gyfer y penderfyniad hwn. Mae'r ddau yn gwrthsefyll ocsidiad ar dymheredd uchel, mae'r ddau yn hawdd eu gwneud a'u weldio, ac mae'r ddau yn ymddangos yn rheolaidd mewn drysau ffwrnais, myfflau, tiwbiau pelydrol, a gosodiadau trin gwres.

Mae eu perfformiad yn amrywio'n sylweddol, fodd bynnag, unwaith y bydd atmosfferau carburizing, llwyth mecanyddol parhaus, neu gyfnodau gwasanaeth hir yn dod i mewn i'r llun. Mae'r erthygl hon yn cymharu'r ddau aloi ar draws cyfansoddiad, gallu tymheredd, ymwrthedd ocsidiad a carburization, cryfder rhwygiad ymgripiad, gofynion gwneuthuriad, a chyfanswm cost perchnogaeth, fel y gall peirianwyr a phrynwyr gydweddu'r aloi â'r cais yn hytrach na'r ffordd arall.

Beth sy'n Gwahaniaethu rhwng 310S ac Incoloy 800 yn Fetelegol?

Y gwahaniaeth cyfansoddiad yw achos sylfaenol pob gwahaniaeth perfformiad i lawr yr afon a drafodir yn yr erthygl hon. 310Mae S yn cario cromiwm fel ei brif elfen aloi a nicel fel sefydlogydd austenite eilaidd, a dyna pam y'i dosbarthir fel dur di-staen yn hytrach nag aloi nicel. Mae Incoloy 800 yn gwrthdroi'r gymhareb honno: nicel yw'r ychwanegiad aloi mwyaf, cromiwm yw eilaidd, a haearn yw'r cydbwysedd yn hytrach na'r metel sylfaen. Y cynnwys nicel uwch yw'r hyn sy'n rhoi ymwrthedd i'r aloion cyfres 800 i drylediad carbon a'u cryfder cadw ar dymheredd - ond nicel hefyd yw'r mewnbwn deunydd crai drutach, a dyna pam mae cynhyrchion cyfres Incoloy 800 yn cario premiwm cost parhaus dros 310S.

Ffynhonnell: ASTM A240/A480 (310S); Manylebau melin ASTM B407/B408/B409 ac UNS N08810 (Incoloy 800H). Mae amrediadau yn derfynau manyleb enwol; gwirio yn erbyn yr adroddiad prawf melin cyfredol.

Mae dau fanylion cyfansoddiad arall yn bwysig ar gyfer gwasanaeth ffwrnais. Yn gyntaf, mae 310S yn amrywiad-carbon isel o radd safonol 310 (sy'n caniatáu hyd at 0.25% o garbon); mae'r carbon is yn 310S yn gwella'r ymwrthedd i sensiteiddio a chorydiad rhyngrannog ar ôl weldio. Yn ail, mae Incoloy 800H ei hun yn amrywiad maint carbon a reolir, a reolir, o sylfaen Incoloy 800, ac mae Incoloy 800HT yn tynhau ymhellach yr alwminiwm-plws-amrediad titaniwm - mae'r ddau fireinio yn bodoli'n benodol i godi cryfder y ffwrnais ruptiwr a chryfder. gwasanaeth, a drafodir yn Adran 4.

Pa aloi sy'n gwrthsefyll tymheredd gweithredu parhaus uwch?

Mae 310S yn cael ei raddio'n gyffredin ar gyfer ymwrthedd ocsideiddio parhaus hyd at tua 2,000 gradd F (1,093 gradd) ac ar gyfer gwasanaeth ysbeidiol neu gylchol ysgafn i ystod debyg, oherwydd ei gynnwys cromiwm uchel. Nid y raddfa ocsid yw'r cyfyngydd ymarferol ar gyfer 310S mewn gwasanaeth ffwrnais ac odyn - mae'n sigma-ffurfiant cyfnod. Ar ôl amlygiad hirfaith rhwng tua 1,200 gradd F a 1,650 gradd F (650-900 gradd), gall 310 o ddur di-staen teuluol ffurfio cyfnod sigma rhyngfetelaidd brau sy'n lleihau caledwch tymheredd ystafell a hydwythedd. Mae offer sy'n beicio trwy'r band tymheredd hwn dro ar ôl tro, fel drysau ffwrnais a chydrannau llosgwyr, yn fwy agored i'r effaith hon nag offer sy'n gweithredu'n barhaus ar frig yr ystod tymheredd.

Incoloy 800Ha 800HT yn cael eu graddio ar gyfer -gwasanaeth tymor hir hyd at tua 2,000 gradd F (1,093 gradd ), gyda -gwibdeithiau hyd byr yn bosibl yn uwch na hynny ar gost colli cryfder cyflymach ac ocsideiddio. Oherwydd bod yr aloion cyfres 800 wedi'u hanelio ar o leiaf 2,100 gradd F (1,149 gradd ) i gynhyrchu adeiledd grawn sy'n gallu gwrthsefyll mwy o faint, mwy ymgripiad, ac oherwydd bod eu cynnwys nicel uwch yn atal yr un mecanwaith cyfnod sigma sy'n effeithio ar allu 310S i'w gadw a hydwythedd gweithredu'r rhan fwyaf o'r ffwrnais. amrediad, gan gynnwys trwy feicio thermol dro ar ôl tro.

Pa Aloi sy'n Cynnig Gwell Gwrthwynebiad i Atmosfferau Ocsideiddio a Charbureiddio?

Daw ymwrthedd ocsideiddio yn y ddau aloi yn bennaf o gromiwm, sy'n ffurfio cromiwm amddiffynnol ar dymheredd uchel Mae mewn gwirionedd yn cario mwy o gromiwm nag Incoloy 800H (tua 25% o'i gymharu â tua 21%), sef un rheswm mae 310S yn parhau i fod yn berfformiwr cryf, darbodus mewn atmosfferau llosgydd, cragen aer glân a chaledwedd ocsideiddio.

Mae ymwrthedd carburization yn fecanwaith gwahanol, a dyma lle mae'r ddau aloi yn ymwahanu yn fwyaf sydyn. Mae trosglwyddo carbon i'r arwyneb metel o atmosffer sy'n gyfoethog mewn carbon yn dibynnu'n fawr ar gynnwys nicel, oherwydd mae gan nicel hydoddedd isel iawn ar gyfer carbon ac mae'n arafu ei drylediad mewnol. Mae data maes ar diwbiau 800H mewn gwasanaeth prosesu carburizing hydrocarbon yn dangos bod yr aloi yn cadw hydwythedd a chyfanrwydd adeileddol ar ôl blynyddoedd o ddatguddiad, mewn amodau lle mae dur gwrthstaen teulu is-nicel 310{{9} yn carbureiddio yn fesuradwy yn gyflymach. Dyma'r prif reswm Incoloy 800H yw'r deunydd presennol ar gyfer tiwbiau pyrolysis ethylen, cydrannau ffwrnais cracio hydrocarbon, a basgedi trin gwres a gosodiadau sy'n gweld cylchoedd carburizing dro ar ôl tro.

Mae cymariaethau cyfradd cyrydiad cyhoeddedig mewn amgylcheddau ffwrnais burfa yn dangos y bwlch: Mae aloion Incoloy 800H/800HT wedi'u mesur tua 0.15 mm y flwyddyn (6.0 myy), yn erbyn tua 0.23 mm y flwyddyn (8.9 mya) ar gyfer dur gwrthstaen 310-teulu o dan amodau tebyg. Mae cyfradd cyrydiad is yn trosi'n uniongyrchol i fywyd cydrannau hirach a llai o doriadau heb eu cynllunio i'w harchwilio neu eu hadnewyddu.

Sut Mae Ymgripiad a Straen-Cryfder Rhwystro yn Cymharu ar Dymheredd Uchel?

Creep yw'r anffurfiad araf sy'n dibynnu ar amser o fetel o dan lwyth parhaus ar dymheredd uchel, ac mae cryfder rhwyg straen yn disgrifio faint o straen y gall defnydd ei gario cyn iddo dorri ar ôl nifer penodol o oriau gwasanaeth. Mae'r eiddo hwn yn bwysig ar gyfer unrhyw gydran ffwrnais sydd o dan lwyth tra bod - tiwb pelydrol o dan bwysau mewnol, awyrendy sy'n cynnal anhydrin, neu coil mewn ffwrnais pyrolysis - poeth yn wahanol i gydrannau sy'n agored i wres heb unrhyw lwyth mecanyddol sylweddol, fel leinin muffle neu darian.

Mae 310S yn cynnig cryfder ymgripiad cymedrol, sy'n ddigonol ar gyfer cydrannau sydd wedi'u llwytho'n ysgafn. Datblygwyd Incoloy 800H a 800HT yn benodol i ymestyn oes rhwygo ymgripiad y tu hwnt i'r hyn y mae dur gwrthstaen teulu 800 neu 310 yn ei ddarparu, trwy gynnwys carbon rheoledig (0.05–0.10%) ac aneliad toddiant grawn bras ar o leiaf 2,1,109 gradd F (-). Mae Incoloy 800HT yn tynhau'r fanyleb alwminiwm a thitaniwm ymhellach ar ben hynny, ar gyfer cymwysiadau sy'n mynnu'r bywyd gwasanaeth ymarferol hiraf o dan straen tymheredd uchel parhaus, megis tiwbiau ffwrnais ethylene a choiliau pyrolysis.

Ffynhonnell: Wedi'i lunio o ddata manyleb ASTM A240/B407/B409 ac wedi cyhoeddi astudiaethau eiddo cyfradd a mecanyddol uchel ar gyfer 310/310H ac Incoloy 800H/800HT mewn gwasanaeth purfa a ffwrnais. Gwirio caniatadau dylunio yn erbyn yr ASME Adran II Rhan D cyfredol neu argraffiad cod cymwys cyn y fanyleb derfynol.

Beth Yw'r Gwahaniaeth Cost, a Phryd Mae'r Premiwm wedi'i Gyfiawnhau?

Nicel yn gyson yw'r gyrrwr unigol mwyaf o brisio gordal aloi ar gyfer y ddau ddeunydd, ond mae Incoloy 800H/HT yn cario tua 50 y cant yn fwy o nicel yn ôl pwysau na 310S, ac mae nicel fel arfer yn masnachu ar luosrif sylweddol o'r cromiwm a haearn sy'n ffurfio'r rhan fwyaf o gynnwys aloi 310S. Mae hyn yn golygu mai'r aloion cyfres 800 yw'r pryniant drutach fesul punt neu fesul troedfedd llinol, cyn i'r gwneuthuriad gael ei ystyried hyd yn oed.

Mae'r fframwaith penderfynu sy'n dilyn o'r gymhariaeth dechnegol uchod yn syml. Nodwch 310S pan fydd y gydran yn gweld awyrgylch ocsideiddiol glân, llwyth mecanyddol ysgafn neu ddim, a disgwyliadau bywyd gwasanaeth cymedrol - cregyn ffwrnais, drysau, gwyntyllau, a thariannau nad ydynt yn dwyn-yn ffitiau cyffredin. Nodwch Incoloy 800H neu 800HT pan fo'r gydran o dan lwyth parhaus ar dymheredd, yn agored i awyrgylch carburizing neu sylffideiddio, neu pan fo cost cau i lawr heb ei gynllunio i amnewid cydran a fethwyd yn sylweddol uwch na'r premiwm cost deunydd - tiwbiau pelydrol, proses{{10}cydrannau gwresogydd, cydrannau cracio ethylene, a gosodion carbureiddio hir {{.

Sut Mae Gofynion Gwneuthuriad, Weldio a Thriniaeth Gwres yn Wahanol?

Mae 310S yn doddiant-wedi'i anelio yn yr ystod o 1,900-2,100 gradd F (1,030-1,150 gradd ) ac yna oeri cyflym, sy'n rhoi carbidau yn ôl yn hydoddiant ac yn cynyddu ymwrthedd cyrydiad. Os yw 310-offer teulu wedi gweld gwasanaeth estynedig uwchlaw 1,200 gradd F (650 gradd ) a chyfnod sigma wedi ffurfio, yn gyffredinol gellir adfer hydwythedd gyda'r un datrysiad-cylch anel; mae ail-aneliad ar ôl bron bob 1,000 awr o wasanaeth uwchlaw 1,200 gradd F yn gyfwng cynnal a chadw a nodir yn gyffredin ar gyfer offer sy'n dueddol o ffurfio sigma.

Mae Incoloy 800H a 800HT angen aneliad hydoddiant o leiaf 2,100 gradd F (1,149 gradd ) - sy'n amlwg yn uwch na'r anel a ddefnyddir ar gyfer 310S - yn benodol i gynhyrchu strwythur grawn brasach (maint grawn ASTM yn nodweddiadol Na. 5 neu fwy bras) sy'n gwella bywyd ymlusgiad. Gellir gweld y ddau aloi gan arc twngsten nwy safonol a phrosesau arc metel wedi'u cysgodi gyda metel llenwi cyfatebol neu bron â chyfateb, ac mae'r ddau wedi'u ffurfio'n gonfensiynol oer, er y gall yr aloion cyfres 800 arddangos gwead arwyneb nodweddiadol ("croen oren") ar ôl ffurfio oer trwm oherwydd eu maint grawn brasach.

Pa Aloi Ddylech Chi Ei Nodi ar gyfer Cydrannau Ffwrnais ac Odyn Cyffredin?

Ffynhonnell: Canllawiau dethol cyffredinol yn seiliedig ar briodweddau aloi wedi'u dogfennu ac arfer ffwrnais/odyn diwydiannol cyffredin. Dylai detholiad cydran-benodol roi cyfrif am gemeg atmosffer go iawn, sgôr pwysau, amlder beicio thermol, a chod dylunio cymwys.

Cwestiynau Cyffredin

C: A ellir defnyddio 310S ac Incoloy 800H yn gyfnewidiol yn yr un ffwrnais?

A: Ddim yn gyffredinol. Mae ganddynt gyfraddau ehangu thermol gwahanol a gwahanol ymddygiad ymgripiad, felly gall eu cymysgu mewn un cynulliad weldio dan lwyth greu straen gwahaniaethol. Lle mae'r ddau aloi yn ymddangos yn yr un ffwrnais, fe'u defnyddir fel arfer mewn cydrannau ar wahân, a gefnogir yn annibynnol - er enghraifft, cragen 310S gyda thiwbiau mewnol Incoloy 800H.

C: A yw Incoloy 800 yr un peth ag Incoloy 800H neu 800HT?

A: Na. Mae Standard Incoloy 800 (UNS N08800) yn caniatáu amrediad carbon ehangach ac nid yw'n cario'r anel hydoddiant bras, tymheredd uchel sy'n rhoi cryfder ymgripiad uwch 800H (UNS N08810) ac 800HT (UNS N08811). Yn y manylebau gwresogyddion ffwrnais a phroses cyfredol, mae 800H ac 800HT wedi disodli safon 800 i raddau helaeth.

C: A oes angen triniaeth wres ar ôl-weldio ar 310S?

A: Nid ar gyfer ymwrthedd cyrydiad yn y rhan fwyaf o gymwysiadau ffwrnais, gan fod 310S yn radd carbon isel gydag ymwrthedd da i sensiteiddio cysylltiedig â weldio. Os bydd offer yn gweld gwasanaeth estynedig yn yr ystod ffurfio sigma, datrysiad cyfnodol aneliad - nid rhyddhad straen - yw'r driniaeth gywirol briodol, nid gofyniad post weldio arferol.

C: Beth yw'r terfyn tymheredd ymarferol ar gyfer gwasanaeth 310S parhaus?

A: Tua 2,000 gradd F (1,093 gradd ) ar gyfer gwasanaeth ocsideiddio parhaus, gyda'r cafeat bod offer sy'n beicio trwy'r ystod 1,200-1,650 gradd F (650-900 gradd) dro ar ôl tro yn agored i sigma -brintio cyfnod dros amser a dylid ei werthuso {1} ail-lenwi cyfnodol.

C: Pam mae cynnwys nicel mor bwysig ar gyfer ymwrthedd carburization?

A: Mae gan garbon hydoddedd isel iawn mewn nicel ac mae'n tryledu i mewn iddo yn arafach nag i haearn neu gromiwm. Oherwydd bod Incoloy 800H yn cario tua 30-35% nicel yn erbyn tua 19-22% ar gyfer 310S, mae carbon yn treiddio ei wyneb yn arafach o dan amodau carburizing union yr un fath, sef y prif reswm bod 800H yn perfformio'n well na dur gwrthstaen 310-teulu mewn atmosfferau ffwrnais carbureiddio.