Wärmebehandlung von Legierungen mit hohem -Nickelgehalt der Serie 800
Wärmebehandlung von Legierungen mit hohem -Nickelgehalt der Serie 800
Die Wärmebehandlung von Nickellegierungen der 800er-Serie (z. B. 800H/HT) umfasst hauptsächlich ein Lösungsglühen bei hoher Temperatur (ca. 1150 {11}}1200 Grad/2100–2200 Grad F) und anschließendes schnelles Abkühlen. Daran kann sich eine Alterungsbehandlung (650–750 Grad/1200–1380 Grad F) anschließen, um die Karbidausfällung zu kontrollieren und dadurch Festigkeit, Korngröße (ASTM-Klasse 5 oder gröber), Kriecheigenschaften und Bruchzähigkeit zu optimieren, die für korrosive Umgebungen mit hohen Temperaturen von entscheidender Bedeutung sind.
Welche Temperaturgrenzen gelten für die Incoloy 800-Legierung?
Für Incoloy 800H- und 800HT-Legierungen beträgt der Warmumformtemperaturbereich 1740–2190 Grad F (950–1200 Grad), wenn die Verformung 5 % oder mehr beträgt. Wenn der Grad der Warmverformung weniger als 5 % beträgt, liegt der empfohlene Warmumformtemperaturbereich bei 1560–1920 Grad F (850–1050 Grad).
Wichtige Verarbeitungsschritte für Incoloy 800H/HT
Lösungsglühen (primär):
o Zweck:Um Niederschläge aufzulösen, die Mikrostruktur zu homogenisieren und eine grobkörnige Struktur zu bilden, um die Kriechfestigkeit zu verbessern.
o Temperatur:1150–1200 Grad (2100–2200 Grad F), geeignet für 800H/HT-Legierungen.
Kühlung:Schnelle Abkühlung (Wasserabschreckung oder schnelle Luftkühlung), um unkontrollierte Ausfällungen zu vermeiden.
Alterungsbehandlung (optional/spezifisch):
o Zweck:Fördert die Bildung feiner, stabiler Phasenniederschläge zur Verbesserung der Kriechfestigkeit.
o Temperatur:650–750 Grad (1200–1380 Grad F), für 1–24 Stunden.
Stressabbau:Behandlung bei niedriger-Temperatur zum Ausgleich von Spannungen ohne Rekristallisation.
Wärmebehandlung der Incoloy 800H/800HT-Legierung
Die Wärmebehandlung von Incoloy 800-Legierungen ist entscheidend für die Erzielung einer optimalen Hochtemperaturleistung. Beide Nickellegierungen 800H und 800HT erfordern spezielle Wärmebehandlungen, um optimale Eigenschaften zu erreichen.
Lösungsbehandlung:Die anfängliche Lösungsbehandlung wird bei 1150–1180 Grad (2100–2150 Grad F) durchgeführt, um vorhandene Niederschläge aufzulösen und die Mikrostruktur zu homogenisieren. Anschließend erfolgt eine schnelle Abkühlung, um unkontrollierte Ausfällungen während der Abkühlung zu verhindern.
Alterungsbehandlung:Ein wichtiger Schritt zur Verbesserung der Hochtemperaturfestigkeit ist die Alterungsbehandlung bei 650–750 Grad (1200–1380 Grad F) für 1–24 Stunden. Diese Behandlung fördert die kontrollierte Ausfällung von Phase-Partikeln und verbessert dadurch die Kriechfestigkeit. Die spezifische Behandlungszeit und -temperatur werden entsprechend den spezifischen Anwendungsanforderungen angepasst.
Leistung bei hohen-Temperaturen
Die hervorragende Hochtemperaturleistung der Nickellegierungen 800H und 800HT macht sie ideal für Anwendungen, die längere Zeit hohen Temperaturen und mechanischer Beanspruchung ausgesetzt sind.
Kriechwiderstand:Beide Incoloy 800-Legierungen weisen eine hervorragende Kriechfestigkeit auf, wobei 800HT aufgrund seines höheren Aluminium- und Titangehalts sogar noch besser abschneidet. Die während der Wärmebehandlung gebildeten '-Phasen-Ausscheidungen bieten eine hervorragende Verformungsbeständigkeit bei langfristiger Hochtemperaturbelastung. Die typische Zeitstandfestigkeit bei 760 Grad (1400 Grad F) über 100.000 Stunden beträgt etwa 20–25 MPa für 800H und 25–30 MPa für 800HT.
Oxidationsbeständigkeit:Der Chromgehalt in diesen Nickellegierungsmaterialien 800H und 800HT sorgt für eine hervorragende Oxidationsbeständigkeit in Luft und anderen oxidierenden Umgebungen bis zu 1150 Grad (2100 Grad F). Die gebildete stabile Chromoxidschicht schützt das darunter liegende Metall vor weiterer Oxidation und gewährleistet so eine langfristige Zuverlässigkeit bei Hochtemperaturanwendungen.
Aufkohlungsbeständigkeit:Beide Legierungsarten weisen eine gute Beständigkeit gegen Aufkohlung in Kohlenwasserstoffumgebungen auf und eignen sich daher für petrochemische Anwendungen, bei denen kohlenstoffhaltige Gase bei hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Ihr Eisengehalt trägt im Vergleich zu Legierungen mit höherem Nickelgehalt zur Beständigkeit gegen Kohlenstoffabsorption bei.
Mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen:
800H bei 760 Grad:Zugfestigkeit ~170 MPa, Streckgrenze ~70 MPa
800HT bei 760 Grad:Zugfestigkeit ~200 MPa, Streckgrenze ~90 MPa
Das Material der Nickellegierung 800HT weist eine höhere Festigkeit bei erhöhten Temperaturen auf und ist daher die ideale Wahl für die anspruchsvollsten Hochtemperatur-Strukturanwendungen.
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