1. Compoziția chimică (diferența fundamentală)
Variația elementelor de aliere le modelează direct stabilitatea termică, rezistența și rezistența la coroziune.
| Aliaj | Elemente cheie (intervale tipice, conform standardelor ASTM/ASME) |
|---|---|
| Incoloy 800 | - Nichel (NI): 30–35% (conținut ridicat, critic pentru rezistența la fluaj și stabilitatea termică)
- Chrom (CR): 19–23% (pentru rezistența la oxidare)
- fier (Fe): ~ 40–45% (metal de bază)
- Aditivi: aluminiu (AL: 0,15–0,60%), titan (TI: 0,15–0,60%) (întăriți filmul de oxid și preveniți precipitațiile din carbură)
- Carbon (C): mai mic sau egal cu 0,10% |
| SS 310 | - Nichel (NI): 19–22% (mai mic decât Incoloy 800, acceptă structura austenitei și ductilitatea cu temp.
- Chrom (CR): 24–26% (mai mare decât Incoloy 800, motor primar al rezistenței la oxidare)
- fier (Fe): ~ 50–55% (metal de bază)
- Mangan (MN): mai mic sau egal cu 2,0% (formabilitatea SIDA)
- Carbon (C): mai mic sau egal cu 0,25% (310) / mai mic sau egal cu 0,08% (310S, variantă cu conținut scăzut de carbon pentru sensibilizare redusă)
- Fără completări intenționate AL/TI |
Incoloy 800 areConținut mai mare de nichelși aditivi unici Al/Ti, în timp ce SS 310 CaracteristiciConținut mai mare de crom(pentru o rezistență îmbunătățită la oxidare) și fără AL/Ti.
2. Performanță la temperatură ridicată (rezistență vs. rezistență la oxidare)
Ambele aliaje excelează la temperaturi ridicate, dar punctele lor forte se află în diferite proprietăți termice-Incoloy 800 prioritizează rezistența la fluier, în timp ce SS 310 se concentrează pe oxidarea și rezistența la scalare.
| Aspect | Incoloy 800 | SS 310 |
|---|---|---|
| Temp de serviciu continuu maxim | Până la 1100 grade (gradul F) (optimizat pentru încărcarea pe termen lung la timp în timp) | Până la 1200 grade (2192 grade F) (mai mare decât Incoloy 800, dar limitat la scenarii cu încărcare scăzută) |
| Rezistență la fluaj | Excelent: menține integritatea structurală sub căldură pe termen lung + stres (de exemplu, încărcare de 100 MPa la 800 de grade pentru 10.000 ore cu o deformare minimă). Adăugările Al/Ti întăresc matricea și previne alunecarea limitelor de cereale. | Moderate: Weaker than INCOLOY 800 under sustained loads at >800 de grade (de exemplu, 100 MPa sarcină la 800 de grade poate provoca o deformare semnificativă a fluajului în 1.000 de ore). Lipsește AL/TI pentru întărirea matricei. |
| Rezistență la oxidare/scalare | Foarte bun: formează un film dens de oxid Cr₂o₃-Al₂o₃ care rezistă la spalare (flaking) în aer/abur până la 1100 grade. | Excellent (superior to INCOLOY 800): High Cr content (24–26%) forms a thick, stable Cr₂O₃ film that withstands extreme heat (up to 1200°C) in oxidizing atmospheres (e.g., furnace atmospheres with high oxygen). Resists scaling better than INCOLOY 800 at >1100 grad. |
| Rezistență la oboseală termică | Strong: rezistă ciclurilor repetate de încălzire/răcire (de exemplu, pornirea/oprirea cazanului) din cauza expansiunii termice echilibrate și a rezistenței matricei. | Moderat: predispus la fisurare sub ciclism termic frecvent (de exemplu, încălzire rapidă de la 200 de grade la 1000 grade) datorită coeficientului de expansiune termică mai mare și rezistenței mai mici a fluajului. |
Incoloy 800 este unAliaj de încărcare la temperatură ridicată(ideal pentru vase sub presiune, tuburi), în timp ce SS 310 este unAliaj care nu poartă cu temperaturi ridicate(Ideal pentru componente statice precum garniturile cuptorului).
3. Rezistența la coroziune (oxidativ vs. coroziune generală)
Ambele rezistă oxidării la temperatură ridicată, dar performanța lor în medii apoase sau chimice diferă:
| Mediu de coroziune | Incoloy 800 | SS 310 |
|---|---|---|
| Gaze oxidante la temperaturi ridicate | Very good (air, steam, CO₂ up to 1100°C) but outperformed by SS 310 at >1100 grad. | Excelent (aer, o₂, deci până la 1200 de grade); Cea mai bună clasă pentru oxidarea atmosferelor cu sulf (de exemplu, evacuări de cuptor industrial). |
| Coroziune apoasă (temperatura camerei) | Moderat: rezistă acizilor ne-oxidanți diluați (de exemplu, 10% H₃PO₄) și apă neutră, dar predispuse la pitting în soluții bogate în clorură (de exemplu, apă de mare). Rezistență slabă la acizi oxidanți puternici (de exemplu, HNO₃ concentrat). | Moderat până la bun: rezistă acizilor diluați (de exemplu, 5% H₂SO₄) și acizi organici, dar și predispuși la pitting -ul clorurii (fără molibden, spre deosebire de SS 316). Mai bine decât Incoloy 800 în acizi oxidanți ușori (de exemplu, diluați HNO₃) datorită CR mai mare. |
| Cracarea coroziunii stresului (SCC) | Rezistent la SCC în apă/abur, dar vulnerabil în medii H₂s sau amoniac la temperaturi ridicate. | Predispus la SCC în soluții bogate în clorură (de exemplu, apa de mare caldă) și medii caustice (de exemplu, NaOH concentrat). Rezistența SCC mai scăzută decât Incoloy 800 în apă/abur. |
| Rezistență la sulfidare | Moderate: Susceptible to sulfidation (corrosion by sulfur) in reducing atmospheres (e.g., H₂S at >600 grade). | Bun: Conținutul mai mare de CR îmbunătățește rezistența la sulfidare în atmosfere ușoare, dar încă depășite de aliaje pe bază de nichel precum Inconel 600. |
SS 310 depășește Incoloy 800 inAtmosfere oxidante la temperatură extremă/bogată în sulf, în timp ce Incoloy 800 oferă mai bineRezistența SCC în apă/aburși medii chimice ușoare.
4. Proprietăți mecanice (cameră și temperaturi ridicate)
Adăugările AL/TI Incoloy 800 și conținut mai ridicat de Ni oferă o rezistență superioară la temperatură ridicată, în timp ce SS 310 este mai ductil la temperatura camerei.
| Proprietate (temperatura camerei, soluție-acordată) | Incoloy 800 | SS 310 |
|---|---|---|
| Forța de tracțiune finală (UTS) | 550–650 MPa (80.000–94.000 psi) | 515–655 MPa (75.000–95.000 psi) |
| Rezistență la randament 0,2% (YS) | 200–280 MPa (29.000–40.600 psi) | 170–240 MPa (24.700–34.800 psi) |
| Ductilitate (% alungire) | 30–40% | 40–50% (mai mult ductil decât Incoloy 800) |
| Duritate (Brinell) | 140-180 HB | 130–170 HB (mai moale decât Incoloy 800) |
La temperatură ridicată (800 de grade):
Incoloy 800: UTS ≈ 250 MPa; 0,2% ys ≈ 100 MPa (suficient pentru componente încărcate cu presiune, cum ar fi tuburile cazanului).
SS 310: UTS ≈ 180 MPa; 0,2% ys ≈ 70 MPa (prea slab pentru sarcini susținute; limitat la piese statice, cum ar fi defecțiunile cuptorului).
5. Aplicații tipice (reflectând prioritățile de performanță)
Punctele forte ale acestora duc la cazuri de utilizare specializate:
| Aplicații Incoloy 800 (purtător de încărcare cu temple ridicate) | Aplicații SS 310 (rezistență la oxidare fără încărcare/oxidare cu un nivel ridicat) |
|---|---|
| - Tuburi de cazan al centralei electrice, tuburi de supraîncălzire cu aburi (susține presiune + căldură) | - Căptușeli de cuptor industrial, scuturi de încălzire radiantă (statică, expunere la căldură înaltă) |
| - Generatoare de aburi de centrale nucleare (rezistă la creep + apă/abur SCC) | - Mobilier de cuptor (de exemplu, rafturi pentru tragere ceramică, rezistă la 1200 de grade) |
| - Schimbătoare de căldură la temperaturi ridicate (petrochimice, se ocupă de ciclism termic) | - Componente ale sistemului de evacuare pentru incineratoare (rezistă la oxidare SO)) |
| - vase sub presiune pentru procese chimice la temperaturi ridicate (de exemplu, distilare acidă) | - Coșuri/tăvi de tratare termică (ține piese în cuptoare, fără sarcină sub presiune) |
6. Cost și disponibilitate
Incoloy 800: Mai scump (conținut Ni mai mare + aditivi Al/Ti); Clasificat ca „superalloy”, deci este mai puțin disponibil și necesită adesea comandă personalizată pentru cantități mari.
SS 310: Cost mai mic (NI mai mic decât Incoloy 800, fără aditivi rari); Disponibil pe scară largă ca oțel inoxidabil standard (foi, tuburi, bare) de la majoritatea furnizorilor de metal.
