1. องค์ประกอบทางเคมี (ความแตกต่างพื้นฐาน)
ความแปรปรวนขององค์ประกอบการผสมจะกำหนดความมั่นคงทางความร้อนความแข็งแรงและการต้านทานการกัดกร่อนโดยตรง
| อัลลอยด์ | องค์ประกอบสำคัญ (ช่วงทั่วไปตามมาตรฐาน ASTM/ASME) |
|---|---|
| Incoloy 800 | - นิกเกิล (Ni): 30–35% (เนื้อหาสูงมีความสำคัญต่อความต้านทานการคืบและความเสถียรทางความร้อน)
- โครเมียม (CR): 19–23% (สำหรับความต้านทานออกซิเดชัน)
- เหล็ก (Fe): ~ 40–45% (โลหะฐาน)
- สารเติมแต่ง: อลูมิเนียม (AL: 0.15–0.60%), ไทเทเนียม (TI: 0.15–0.60%) (เสริมสร้างฟิล์มออกไซด์และป้องกันการตกตะกอนของคาร์ไบด์)
- คาร์บอน (c): น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.10% |
| SS 310 | - นิกเกิล (Ni): 19–22% (ต่ำกว่า Incoloy 800 รองรับโครงสร้างออสเทนไนต์และสูง - ความเหนียวอุณหภูมิ)
- Chromium (CR): 24–26% (สูงกว่า Incoloy 800, ไดรเวอร์หลักของความต้านทานออกซิเดชัน)
- เหล็ก (Fe): ~ 50–55% (โลหะฐาน)
- แมงกานีส (MN): น้อยกว่าหรือเท่ากับ 2.0% (AIDS Formability)
- คาร์บอน (c): น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.25% (310) / น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.08% (310s, ต่ำ - ตัวแปรคาร์บอนเพื่อลดความไว)
- ไม่มีการเพิ่ม Al/Ti โดยเจตนา |
Incoloy 800 มีเนื้อหานิกเกิลที่สูงขึ้นและสารเติมแต่ง Al/Ti ที่เป็นเอกลักษณ์ในขณะที่คุณสมบัติ SS 310ปริมาณโครเมียมที่สูงขึ้น(สำหรับความต้านทานออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้น) และไม่มี Al/Ti
2. สูง - ประสิทธิภาพของอุณหภูมิ (ความต้านทานต่อการออกซิเดชั่น)
อัลลอยทั้งสองเก่งที่อุณหภูมิสูง แต่ความแข็งแรงของพวกเขาอยู่ในคุณสมบัติทางความร้อนที่แตกต่างกัน - Incoloy 800 จัดลำดับความสำคัญของการต้านทานการคืบในขณะที่ SS 310 มุ่งเน้นไปที่การออกซิเดชั่นและความต้านทานการปรับขนาด
| ด้าน | Incoloy 800 | SS 310 |
|---|---|---|
| อุณหภูมิบริการต่อเนื่องสูงสุด | สูงถึง 1,100 องศา (2012 องศา F) (ปรับให้เหมาะสมกับความยาว - คำศัพท์โหลด - แบริ่งที่อุณหภูมิสูง) | สูงถึง 1200 องศา (2192 องศา F) (สูงกว่า Incoloy 800 แต่ จำกัด อยู่ที่ต่ำ - สถานการณ์โหลด) |
| ความต้านทานคืบ | ยอดเยี่ยม: รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างภายใต้ความยาว - ความร้อนเทอม + ความเครียด (เช่นโหลด 100 MPa ที่ 800 องศาเป็นเวลา 10,000 ชั่วโมงด้วยการเสียรูปน้อยที่สุด) การเพิ่ม Al/Ti เสริมสร้างเมทริกซ์และป้องกันการเลื่อนขอบเขตของเมล็ดข้าว | Moderate: Weaker than INCOLOY 800 under sustained loads at >800 องศา (เช่นโหลด MPa 100 MPa ที่ 800 องศาอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนรูปแบบครีพอย่างมีนัยสำคัญภายใน 1,000 ชั่วโมง) ขาด Al/Ti สำหรับการเสริมแรงเมทริกซ์ |
| ความต้านทานออกซิเดชัน/การปรับขนาด | ดีมาก: สร้างความหนาแน่นcr₂o₃ - ฟิล์มal₂o₃ออกไซด์ที่ต่อต้านการหลอมละลาย (สะบัด) ในอากาศ/ไอน้ำสูงถึง 1,100 องศา | 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 องศา |
| ความต้านทานความเหนื่อยล้าจากความร้อน | Strong: ทนต่อวัฏจักรการทำความร้อน/ความเย็นซ้ำ ๆ (เช่นการเริ่มต้น/ปิดหม้อไอน้ำ) เนื่องจากการขยายตัวทางความร้อนและความแข็งแรงของเมทริกซ์ที่สมดุล | ปานกลาง: มีแนวโน้มที่จะแตกภายใต้การปั่นจักรยานความร้อนบ่อยครั้ง (เช่นการให้ความร้อนอย่างรวดเร็วจาก 200 องศาถึง 1,000 องศา) เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่สูงขึ้นและความแข็งแรงของการคืบลดลง |
Incoloy 800 เป็นสูง - โหลดอุณหภูมิ - แบริ่งอัลลอย(เหมาะอย่างยิ่งสำหรับภาชนะรับความดัน, หลอด) ในขณะที่ SS 310 เป็นกสูง - อุณหภูมิไม่ - โหลด - แบริ่งอัลลอย(เหมาะสำหรับส่วนประกอบคงที่เช่น Furnace Liners)
3. ความต้านทานการกัดกร่อน (ออกซิเดทีฟกับการกัดกร่อนทั่วไป)
ทั้งสองต้านทานสูง - การเกิดออกซิเดชันของอุณหภูมิ แต่ประสิทธิภาพของพวกเขาในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำหรือทางเคมีแตกต่างกัน:
| สภาพแวดล้อมการกัดกร่อน | Incoloy 800 | SS 310 |
|---|---|---|
| สูง - อุณหภูมิออกซิไดซ์ก๊าซ | Very good (air, steam, CO₂ up to 1100°C) but outperformed by SS 310 at >1100 องศา | ยอดเยี่ยม (อากาศ, o₂, สูงถึง 1200 องศา); ดีที่สุด - ในคลาส - สำหรับการออกซิไดซ์บรรยากาศด้วยซัลเฟอร์ (เช่นไอเสียเตาอุตสาหกรรม) |
| การกัดกร่อนของน้ำ (อุณหภูมิห้อง) | ปานกลาง: ต่อต้านการเจือจางไม่ใช่ - กรดออกซิไดซ์ (เช่น 10% h₃po₄) และน้ำที่เป็นกลาง แต่มีแนวโน้มที่จะหลุมในคลอไรด์ - สารละลายที่อุดมไปด้วย (เช่นน้ำทะเล) ความต้านทานไม่ดีต่อกรดออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่ง (เช่นHNO₃เข้มข้น) | ปานกลางถึงดี: ต่อต้านการเจือจางกรด (เช่น 5% h₂so₄) และกรดอินทรีย์ แต่ยังมีแนวโน้มที่จะมีคลอไรด์หลุม (ไม่มีโมลิบดีนัมซึ่งแตกต่างจาก SS 316) ดีกว่า incoloy 800 ในกรดออกซิไดซ์อ่อน (เช่นเจือจางHNO₃) เนื่องจาก CR ที่สูงขึ้น |
| การร้าวการกัดกร่อนของความเครียด (SCC) | ทนต่อ SCC ในน้ำ/ไอน้ำ แต่มีความเสี่ยงในอุณหภูมิสูง - สภาพแวดล้อมH₂sหรือแอมโมเนีย | มีแนวโน้มที่จะเป็น SCC ในคลอไรด์ - โซลูชั่นที่อุดมสมบูรณ์ (เช่นน้ำทะเลร้อน) และสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน (เช่น NaOH เข้มข้น) ความต้านทาน SCC ต่ำกว่า Incoloy 800 ในน้ำ/ไอน้ำ |
| ความต้านทานซัลไฟเดอร์ | Moderate: Susceptible to sulfidation (corrosion by sulfur) in reducing atmospheres (e.g., H₂S at >600 องศา) | ดี: เนื้อหา CR ที่สูงขึ้นช่วยเพิ่มความต้านทานต่อซัลไฟต์ในบรรยากาศลดลงเล็กน้อย แต่ยังคงมีประสิทธิภาพสูงกว่าโดยนิกเกิล - โลหะผสมที่อิงกับ Inconel 600 |
SS 310 มีประสิทธิภาพสูงกว่า Incoloy 800 ในExtreme - อุณหภูมิออกซิไดซ์/ซัลเฟอร์ - บรรยากาศที่อุดมไปด้วยในขณะที่ Incoloy 800 ให้ดีขึ้นความต้านทาน SCC ในน้ำ/ไอน้ำและสภาพแวดล้อมทางเคมีที่ไม่รุนแรง
4. คุณสมบัติเชิงกล (ห้องพักและอุณหภูมิสูง)
การเพิ่ม AL/TI ของ Incoloy 800 และเนื้อหา NI ที่สูงขึ้นให้ความแข็งแรงของอุณหภูมิสูง - ที่เหนือกว่าในขณะที่ SS 310 มีความเหนียวมากขึ้นที่อุณหภูมิห้อง
| คุณสมบัติ (อุณหภูมิห้อง, โซลูชัน - อบอ่อน) | Incoloy 800 | SS 310 |
|---|---|---|
| ความต้านทานแรงดึงสูงสุด (UTS) | 550–650 MPa (80,000–94,000 psi) | 515–655 MPa (75,000–95,000 psi) |
| ความแข็งแรงของผลผลิต 0.2% (YS) | 200–280 MPa (29,000–40,600 psi) | 170–240 MPa (24,700–34,800 psi) |
| ความเหนียว (การยืดตัว%) | 30–40% | 40–50% (เหนียวกว่า Incoloy 800) |
| ความแข็ง (Brinell) | 140–180 HB | 130–170 HB (นุ่มกว่า Incoloy 800) |
ที่อุณหภูมิสูง (800 องศา):
Incoloy 800: UTS ≈ 250 MPa; 0.2% ys ≈ 100 MPa (เพียงพอสำหรับความดัน - ส่วนประกอบที่โหลดเช่นหลอดหม้อไอน้ำ)
SS 310: UTS ≈ 180 MPa; 0.2% ys ≈ 70 MPa (อ่อนแอเกินไปสำหรับโหลดที่ยั่งยืน จำกัด เฉพาะชิ้นส่วนคงที่เช่น furnace baffles)
5. แอปพลิเคชันทั่วไป (สะท้อนลำดับความสำคัญของประสิทธิภาพ)
จุดแข็งที่แตกต่างของพวกเขานำไปสู่กรณีการใช้งานพิเศษ:
| แอปพลิเคชัน Incoloy 800 (สูง - การโหลดอุณหภูมิ - แบริ่ง) | แอปพลิเคชั่น SS 310 (สูง - อุณหภูมิไม่ - โหลด - ความต้านทานแบริ่ง/ออกซิเดชั่น) |
|---|---|
| - ท่อหม้อไอน้ำโรงไฟฟ้า, ท่อฮีทเซียร์ไอน้ำ (ค้ำจุนความดัน + ความร้อน) | - เตาหลอมอุตสาหกรรม, โล่ฮีตเตอร์เรดิโอ (คงที่, สูง - การเปิดรับความร้อน) |
| - เครื่องกำเนิดไอน้ำโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (ต่อต้านการคืบ + น้ำ/ไอน้ำ SCC) | - เฟอร์นิเจอร์ Kiln (เช่นชั้นวางสำหรับการยิงเซรามิกทนต่อ 1200 องศา) |
| - สูง - เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนอุณหภูมิ (Petrochemical จัดการกับการขี่จักรยานความร้อน) | - ส่วนประกอบของระบบไอเสียสำหรับเตาเผาขยะ (ต่อต้านSO₂ออกซิเดชัน) |
| - ภาชนะรับความดันสำหรับกระบวนการทางเคมีอุณหภูมิสูง - (เช่นการกลั่นกรด) | - ตะกร้ารักษาความร้อน/ถาด (ถือชิ้นส่วนในเตาเผาไม่มีแรงดันโหลด) |
6. ต้นทุนและความพร้อมใช้งาน
Incoloy 800: แพงกว่า (เนื้อหา NI ที่สูงขึ้น + AL/TI สารเติมแต่ง); จัดว่าเป็น "ซูเปอร์อัลลอย" ดังนั้นจึงมีอยู่อย่างกว้างขวางน้อยกว่าและมักจะต้องมีการสั่งซื้อแบบกำหนดเองสำหรับปริมาณมาก
SS 310: ต้นทุนที่ต่ำกว่า (Ni ต่ำกว่า Incoloy 800 ไม่มีสารเติมแต่งที่หายาก); มีให้บริการอย่างกว้างขวางว่าเป็นสแตนเลสมาตรฐาน (แผ่น, ท่อ, บาร์) จากซัพพลายเออร์โลหะส่วนใหญ่
