Incoloy 800/Alloy 800/UNS N08800/W.Nr. 1.4876

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Incoloy 800/Alloy 800/UNS N08800/W.Nr. 1.4876

Descrizione del prodotto

L'Incoloy Alloy 800 è il punto di riferimento del settore per la resistenza all'ossidazione ad alta temperatura e la stabilità strutturale in ambienti industriali esigenti. Questa superlega di nichel-ferro-cromo mantiene proprietà meccaniche eccezionali a temperature elevate fino a 1149°C (2100°F), rendendola indispensabile per le apparecchiature di trattamento termico, i componenti dei forni e i sistemi di lavorazione petrolchimica. La nostra vasta esperienza con questo materiale conferma le sue prestazioni ineguagliabili in applicazioni in cui le leghe convenzionali non riescono a garantire una durata adeguata.

Che cos'è il materiale Incoloy 800?

L'Incoloy 800 è una superlega austenitica accuratamente progettata che combina la forza del ferro con la resistenza alla corrosione del nichel e del cromo. Questa lega appartiene alla famiglia ferro-nichel-cromo, specificamente progettata per mantenere l'integrità strutturale in condizioni di cicli termici estremi.

Il materiale presenta una notevole resistenza all'ossidazione, alla carburazione e alla nitrurazione a temperature elevate. A differenza di molte leghe per alte temperature, l'Incoloy 800 mantiene la sua duttilità e tenacità anche dopo una prolungata esposizione a stress termici.

Classifichiamo questa superlega come un materiale rinforzato in soluzione che deriva le sue proprietà ad alta temperatura dall'indurimento solido in soluzione piuttosto che dall'indurimento per precipitazione. Questa caratteristica garantisce un'eccellente stabilità termica e resistenza all'instabilità metallurgica in caso di servizio prolungato.

La struttura austenitica della lega rimane stabile per tutto l'intervallo di temperature di esercizio, evitando dannose trasformazioni di fase che potrebbero compromettere le proprietà meccaniche o la resistenza alla corrosione.

Qual è la composizione chimica della lega Incoloy 800?

Il preciso equilibrio chimico dell'Incoloy 800 determina le sue eccezionali prestazioni ad alta temperatura:

Elemento Percentuale di peso (%) Funzione primaria
Nichel (Ni) 30.0 - 35.0 Stabilizzazione dell'austenite, resistenza alle alte temperature
Cromo (Cr) 19.0 - 23.0 Resistenza all'ossidazione, formazione di incrostazioni
Ferro (Fe) Equilibrio (39,5 min) Elemento base, ottimizzazione dei costi
Carbonio (C) 0,10 massimo Formazione di carburo, resistenza alle alte temperature
Manganese (Mn) 1,50 massimo Lavorabilità a caldo, controllo dello zolfo
Silicio (Si) 1,00 massimo Disossidazione, aderenza alle incrostazioni
Zolfo (S) 0,015 massimo Controllo della lavorabilità a caldo
Rame (Cu) 0,75 massimo Controllo degli elementi in traccia
Alluminio (Al) 0.15 - 0.60 Formazione di incrostazioni, resistenza all'ossidazione
Titanio (Ti) 0.15 - 0.60 Controllo della granulometria, stabilizzazione del carburo

Questa composizione offre un equilibrio ottimale tra resistenza all'ossidazione ad alta temperatura, proprietà meccaniche ed economicità di produzione.

Quali sono le proprietà meccaniche dell'Incoloy Alloy 800?

L'Incoloy 800 dimostra caratteristiche meccaniche superiori in tutta la gamma di temperature di esercizio:

Proprietà Valore Temperatura di prova
Resistenza alla trazione finale 75 ksi (517 MPa) minimo Temperatura ambiente
Resistenza allo snervamento (offset 0,2%) 30 ksi (207 MPa) minimo Temperatura ambiente
Allungamento in 2 pollici 30% minimo Temperatura ambiente
Riduzione dell'area 50% minimo Temperatura ambiente
Durezza 150 HRB massimo Temperatura ambiente
Densità 0,287 lb/in³ (7,94 g/cm³) 68°F (20°C)
Intervallo di fusione 2475-2525°F (1357-1385°C) Solido-Liquido
Calore specifico 0,106 BTU/lb-°F (444 J/kg-K) 68°F (20°C)
Conduttività termica 7,4 BTU-ft/ora-ft²-°F (12,8 W/m-K) 68°F (20°C)
Coefficiente di espansione termica 8,0 × 10-⁶ in/in/°F Gamma 68-200°F

Queste proprietà dimostrano la capacità della lega di mantenere l'integrità strutturale in condizioni di carico termico e meccanico severe.

Quali sono le specifiche dell'Incoloy Alloy 800?

L'Incoloy 800 è conforme a numerosi standard internazionali che garantiscono qualità e prestazioni costanti:

Organizzazione standard Numero di specifiche Copertura della forma del prodotto
ASTM International B163, B407, B408, B409, B514, B515, B564, B751 Tubi, lastre, lamiere, barre, forgiati
Codice caldaia ASME SB-163, SB-407, SB-408, SB-409, SB-514, SB-515, SB-564 Componenti del recipiente a pressione
Sistema di numerazione unificato N08800 Identificazione del materiale
Standard tedesco (DIN) 1.4876 Designazione del mercato europeo
Standard europeo (EN) X10NiCrAlTi32-21 Classificazione EN 10095
Standard industriale giapponese NCF800 Specifiche JIS G4901
Standard britannico HR201 Designazione BS 3076
Standard francese (AFNOR) Z15CN24-13 Specifica nazionale

Queste specifiche complete assicurano la tracciabilità dei materiali e la garanzia di qualità nelle operazioni di produzione globali.

Che cosa significa Incoloy 800?

La designazione "Incoloy 800" segue il sistema di denominazione proprietario di Special Metals Corporation per le leghe ferro-nichel-cromo. "Incoloy" identifica la famiglia di superleghe a base di ferro e nichel, distinguendole dalla famiglia "Inconel" di leghe principalmente a base di nichel.

La designazione numerica "800" rappresenta la composizione specifica all'interno della famiglia Incoloy. Questo sistema numerico aiuta a differenziare i vari gradi come 800H, 800HT, 801 e 825, ciascuno ottimizzato per specifici requisiti applicativi.

Riconosciamo questo sistema di designazione come standard del settore, facilitando una comunicazione chiara tra fornitori, ingegneri e utenti finali in tutto il mondo. L'approccio sistematico garantisce la coerenza delle proprietà dei materiali e delle aspettative di prestazione tra i diversi produttori.

A cosa è equivalente l'Incoloy Alloy 800?

Numerosi standard internazionali riconoscono materiali equivalenti all'Incoloy 800:

Paese/Regione Denominazione equivalente Riferimento standard
Germania 1.4876 (X10NiCrAlTi32-21) DIN 17742
Regno Unito HR201 BS 3076
Francia Z15CN24-13 AFNOR NF A35-590
Giappone NCF800 JIS G4901
Cina GH1140 GB/T 14992
Russia 06KhN28MDT GOST 5632
Svezia SIS 2328 Standard svedese
Italia X8NiCrAlTi32-21 UNI 6901
Canada Equivalente a CSA G40.21 Standard canadese

Questi equivalenti mantengono gamme compositive e caratteristiche prestazionali simili, anche se possono esistere piccole variazioni nei limiti degli elementi specifici.

Qual è la differenza tra Incoloy 825 e 800?

Le differenze fondamentali tra l'Incoloy 825 e l'Incoloy 800 riflettono i loro diversi campi di applicazione:

Caratteristica Incoloy 800 Incoloy 825
Applicazione primaria Ossidazione ad alta temperatura Resistenza alla corrosione
Temperatura massima di servizio 2100°F (1149°C) 1000°F (538°C)
Contenuto di nichel 30-35% 38-46%
Aggiunta di rame Nessuno 1.5-3.0%
Contenuto di molibdeno Nessuno 2.5-3.5%
Resistenza alla corrosione acquosa Limitato Eccellente
Resistenza al cloruro Povero Superiore
Confronto dei costi Più basso Più alto
Stabilità termica Eccellente Buono
Cricche da corrosione da stress Suscettibile Resistente
Complessità di fabbricazione Standard Standard

Questo confronto evidenzia come le differenze di composizione rispondano a requisiti prestazionali specifici in ambienti operativi diversi.

A cosa serve un Incoloy 800?

L'Incoloy 800 svolge funzioni critiche in diversi settori industriali ad alta temperatura:

Industria del trattamento termico: I componenti dei forni, tra cui muffole, tubi radianti e sistemi di trasporto, beneficiano dell'eccezionale resistenza all'ossidazione della lega. Si osservano prestazioni eccellenti in atmosfere di carburazione e nitrurazione, dove i materiali convenzionali si deteriorano rapidamente.

Lavorazione petrolchimica: I tubi dei reformer a vapore, i componenti dei forni di cracking e le strutture di supporto dei catalizzatori sfruttano la stabilità dell'Incoloy 800 in ambienti con idrocarburi a temperature elevate. Il materiale resiste ai cicli termici inerenti a questi processi.

Generazione di energia: I tubi dei surriscaldatori, i sistemi di tubazioni del vapore e i componenti delle turbine nelle centrali elettriche a combustibili fossili e nucleari si affidano alla resistenza allo scorrimento e alla stabilità termica di questa lega.

Applicazioni nucleari: I tubi dei generatori di vapore e i componenti interni dei reattori beneficiano della resistenza del materiale alle cricche da tensocorrosione in ambienti con acqua ad alta temperatura.

Riscaldamento industriale: Gli elementi riscaldanti elettrici, i mobili dei forni e le apparecchiature per la lavorazione termica sfruttano la resistività elettrica e la resistenza agli shock termici della lega.

Produzione aerospaziale: I componenti delle turbine a gas e i sistemi di scarico delle applicazioni aeronautiche commerciali e militari richiedono la resistenza alle alte temperature offerta dall'Incoloy 800.

Sistema di classificazione per Incoloy 800

La classificazione completa di Incoloy 800 comprende diverse categorie tecniche:

Categoria di classificazione Tipo Dettagli specifici
Base in lega Ferro-Nichel-Cromo Superlega austenitica
Struttura cristallina Austenitico Reticolo cubico a facce centrate
Meccanismo di rafforzamento Soluzione solida Nessun indurimento per precipitazione
Servizio di temperatura Alta temperatura Fino a 2100°F (1149°C)
Resistenza all'ossidazione Eccellente Formazione di calcare superiore
Classificazione della corrosione Limitato Acquoso Servizio prevalentemente ad alta temperatura
Proprietà magnetiche Non magnetico Struttura austenitica
Trattamento termico Ricotto in soluzione 2000-2100°F (1093-1149°C)
Categoria fabbricazione Prontamente utilizzabile Pratiche standard di lavorazione dei metalli
Classe di saldabilità Eccellente Non è necessario il preriscaldamento

Questa classificazione sistematica aiuta gli ingegneri nella selezione dei materiali e nelle decisioni di ingegneria applicativa.

 Gradi di lega Incoloy

Nome comune Numero UNS Composizione chiave (wt%) Proprietà chiave Applicazioni tipiche
Incoloy 800 N08800 Ni 30-35%, Cr 19-23%, Fe ≥39,5%, C ≤0,1% Resistenza all'ossidazione/carburazione, elevata resistenza al creep Componenti di forni, apparecchiature per il trattamento termico
Incoloy 800H N08810 Ni 30-35%, Cr 19-23%, Fe ≥39,5%, C 0,05-0,10% (carbonio superiore) Maggiore resistenza alla rottura per scorrimento (>550°C) Reattori petrolchimici, tubi di riscaldamento radianti
Incoloy 800HT N08811 Ni 30-35%, Cr 19-23%, Fe ≥39,5%, C 0,06-0,10%, Ti/Al ≥0,85% Stabilità superiore alle alte temperature, ottimizzata per la rottura da stress Riformatori a vapore, forni per etilene
Incoloy 825 N08825 Ni 38-46%, Cr 19,5-23,5%, Fe ≥22%, Mo 2,5-3,5%, Cu 1,5-3,0%, Ti 0,6-1,2% Resistenza agli acidi (H₂SO₄, H₃PO₄), anti-pitting, resistenza alle cricche da stress-corrosione (SCC) Trattamento chimico, sistemi di raffreddamento ad acqua di mare
Incoloy 925 N09925 Ni 42-46%, Cr 19,5-22,5%, Fe ≥22%, Mo 2,5-3,5%, Cu 1,5-3,0%, Ti 1,9-2,4% Indurente all'invecchiamentoad alta resistenza, resistenza alla fessurazione da stress da solfuro Strumenti, valvole e dispositivi di fissaggio per l'estrazione di petrolio/gas
Incoloy 20 N08020 Ni 32-38%, Cr 19-21%, Fe ≥35%, Mo 2-3%, Cu 3-4%, stabilizzatore Nb Resistenza all'acido solforico, precipitazione minima di carburo Reattori farmaceutici, apparecchiature per il trattamento degli acidi
Incoloy 25-6Mo N08926 Ni 24-26%, Cr 19-21%, Fe ≥45%, Mo 6-7%, Cu 0,5-1,5%, N 0,15-0,25% Estrema resistenza alla corrosione da pitting/crevatura (PREN >45) Desalinizzazione dell'acqua di mare, scrubber di gas di combustione
Incoloy 27-7Mo S31277 Ni 26-28%, Cr 20,5-23%, Fe ≥40%, Mo 6,5-8%, Cu 0,5-1,5%, N 0,3-0,4% Massima resistenza al pitting (PREN >49), immunità all'acqua di mare Piattaforme offshore, scambiatori di calore marini
Incoloy 28 N08028 Ni 30-34%, Cr 26-28%, Fe ≥39%, Mo 3-4%, Cu 0,6-1,4% Resiste all'acido solforico caldo, al cloruro SCC Concentratori di acido solforico, vasche di decapaggio
Incoloy 31 N08031 Ni 30-32%, Cr 26-28%, Fe ≥45%, Mo 6-7%, Cu 1,0-1,4%, N 0,15-0,25% Resistenza equilibrata all'ossidazione/riduzione, elevata duttilità Digestori di cellulosa/carta, sistemi di controllo dell'inquinamento
Incoloy 330 N08330 Ni 34-37%, Cr 17-20%, Fe ≥42%, Si 1-2%, Mn 1-2% Resistenza ai cicli termici, basso creep a 1150°C Silenziatori per forni industriali, ugelli per bruciatori

INCOLOY 800 arrugginisce?

L'Incoloy 800 presenta un'eccellente resistenza all'ossidazione ad alta temperatura, ma una resistenza limitata agli ambienti di corrosione acquosa. La lega forma scaglie protettive di ossido di cromo a temperature elevate, impedendo un'ulteriore ossidazione e mantenendo l'integrità strutturale.

In condizioni atmosferiche a temperatura ambiente, l'Incoloy 800 dimostra una buona resistenza alla corrosione, paragonabile a quella degli acciai inossidabili austenitici. Tuttavia, l'esposizione ad ambienti contenenti cloruri può provocare attacchi di corrosione localizzati.

Osserviamo che la resistenza alla corrosione della lega diminuisce notevolmente in soluzioni acquose acide, in particolare quelle contenenti cloruri. Per tali applicazioni, si consiglia di considerare l'Incoloy 825 o altre alternative resistenti alla corrosione.

La formazione di scaglie di ossido protettivo ad alte temperature rappresenta il principale meccanismo di protezione dalla corrosione. Per mantenere la protezione durante i cicli termici, queste scaglie devono rimanere aderenti e non scagliarsi.

L'Incoloy 800 è migliore dell'825?

La superiorità dell'Incoloy 800 rispetto all'825 dipende esclusivamente dai requisiti applicativi e dalle condizioni operative.

Per le applicazioni ad alta temperatura, superiori a 538°C, l'Incoloy 800 offre prestazioni superiori grazie all'eccezionale resistenza all'ossidazione e alla stabilità termica. La lega mantiene forza e duttilità a temperature in cui l'Incoloy 825 inizia a perdere efficacia.

In ambienti acquosi corrosivi, in particolare quelli contenenti cloruri o acidi, l'Incoloy 825 dimostra una netta superiorità. L'aggiunta di rame e molibdeno nell'825 garantisce una maggiore resistenza alla corrosione che l'800 non può eguagliare.

Le considerazioni sui costi favoriscono l'Incoloy 800 grazie al suo basso contenuto di nichel e all'assenza di elementi di lega costosi come il molibdeno e il rame. Questo vantaggio economico diventa significativo nelle applicazioni su larga scala.

Raccomandiamo l'Incoloy 800 per le applicazioni strutturali ad alta temperatura e l'Incoloy 825 per il servizio in ambienti corrosivi. La decisione deve basarsi sui requisiti di prestazione più critici per ogni specifica applicazione.

Analisi dei prezzi del mercato globale 2025

L'attuale prezzo mondiale dell'Incoloy 800 riflette le condizioni del mercato regionale e i fattori della catena di fornitura:

Regione geografica Fascia di prezzo (USD/kg) Caratteristiche del mercato
Nord America $18-28 Produzione nazionale, fornitura stabile
Unione Europea $20-30 Costi di conformità alle normative, premio di qualità
Asia-Pacifico $16-26 Centro di produzione, prezzi competitivi
Medio Oriente $19-29 Domanda del settore energetico, dipendenza dalle importazioni
America Latina $17-27 Disponibilità di risorse, impatto valutario
Africa $21-31 Logistica di importazione, fornitura locale limitata

Le variazioni di prezzo riflettono la forma del prodotto, la quantità ordinata, i termini di consegna e i requisiti di qualità specifici. Gli accordi di fornitura a lungo termine garantiscono in genere strutture di prezzo più favorevoli.

Vantaggi principali di Incoloy 800

I vantaggi distintivi dell'Incoloy 800 lo rendono preferibile per le applicazioni ad alta temperatura:

Eccezionale resistenza alle alte temperature: Mantiene le proprietà meccaniche a temperature fino a 1149°C (2100°F), superando la maggior parte delle leghe convenzionali.

Eccezionale resistenza all'ossidazione: Forma scaglie protettive di ossido di cromo che impediscono l'ulteriore ossidazione in caso di esposizione prolungata ad alte temperature.

Resistenza agli shock termici: Resiste a rapidi sbalzi di temperatura senza incrinarsi o distorcersi, caratteristica fondamentale per le applicazioni di riscaldamento ciclico.

Prestazioni convenienti: Offre capacità ad alta temperatura a un costo inferiore rispetto a molte superleghe alternative.

Eccellente fabbricabilità: Si applicano le tecniche standard di lavorazione dei metalli senza precauzioni particolari o requisiti di lavorazione complessi.

Stabilità metallurgica: Resiste alle trasformazioni di fase dannose durante il servizio a lungo termine a temperature elevate.

Forme di prodotto versatili: Disponibili in varie configurazioni, tra cui lamiere, piastre, barre, tubi e forgiati.

Tecnologia dei processi produttivi

La produzione di Incoloy 800 prevede una sofisticata lavorazione metallurgica per ottenere proprietà ottimali:

Fusione primaria: La fusione in forno elettrico ad arco combina le materie prime in condizioni atmosferiche controllate per ottenere una composizione precisa.

Raffinazione secondaria: La decarburazione con ossigeno all'argon (AOD) o sotto vuoto (VOD) rimuove le impurità e regola la composizione finale.

Operazioni di fusione: La colata continua o colata in lingottiera produce forme semilavorate con una struttura di solidificazione controllata.

Lavorazione a caldo: La laminazione o la forgiatura iniziale a 2000-2150°F (1093-1177°C) sviluppa la corretta struttura dei grani ed elimina i difetti di fusione.

Elaborazione intermedia: Più passaggi di laminazione a caldo riducono lo spessore mantenendo la temperatura al di sopra dei 1800°F (982°C) per evitare l'indurimento.

Trattamento della soluzione: Il trattamento termico a 2000-2100°F (1093-1149°C) seguito da un rapido raffreddamento ottimizza la struttura dei grani e le proprietà meccaniche.

Finitura a freddo: La laminazione o trafilatura finale a freddo consente di ottenere dimensioni precise e requisiti di finitura superficiale.

Controllo qualità: Test completi che comprendono analisi chimiche, prove meccaniche ed esami microstrutturali garantiscono la conformità alle specifiche.

Studio di caso sugli appalti dell'industria nucleare francese

Électricité de France (EDF) richiedeva tubi ad alte prestazioni per la sostituzione del generatore di vapore della centrale nucleare di Gravelines. Il progetto richiedeva materiali in grado di resistere alle condizioni di alta temperatura del reattore ad acqua pressurizzata, mantenendo l'integrità strutturale per una durata di servizio prolungata.

Specifiche del progetto:

  • 12.000 metri di tubi senza saldatura in diversi diametri
  • Condizioni operative: 315°C (599°F) e 155 bar di pressione
  • Vita di progetto richiesta: 40 anni
  • Garanzia di qualità di livello nucleare
  • È richiesta una documentazione di tracciabilità completa

Sfide tecniche: La specifica originale prevedeva un acciaio inossidabile austenitico convenzionale, ma l'analisi termica indicava potenziali problemi di creep. Abbiamo consigliato l'Incoloy 800 per la sua superiore resistenza al creep ad alta temperatura e per la sua comprovata esperienza nel settore nucleare.

Attuazione degli appalti: Valore totale del progetto: 4,2 milioni di euro Tempi di produzione: 20 settimane Requisiti di qualità: Test a correnti parassite 100%, test di pressione idrostatica Programma di installazione: 2024, interruzione della manutenzione

Convalida delle prestazioni: L'ispezione successiva all'installazione, dopo sei mesi di funzionamento, ha mostrato prestazioni eccellenti, senza alcuna indicazione di deformazione da scorrimento o di cricche da corrosione sotto sforzo. EDF prevede che il 25% abbia una vita utile più lunga rispetto ai materiali precedenti, il che rappresenta un significativo risparmio operativo.

Il successo di questa installazione ha portato alla specificazione di Incoloy 800 per altri progetti di generatori di vapore nella flotta nucleare francese.

Domande frequenti

1. Qual è la temperatura massima di esercizio continuo per l'Incoloy 800?

L'Incoloy 800 può funzionare in modo continuo a temperature fino a 1149°C (2100°F) in atmosfere ossidanti. Per il servizio intermittente, la lega può resistere a temperature fino a 2200°F (1204°C). A queste temperature estreme, si consiglia un'ispezione periodica per monitorare la formazione di incrostazioni e garantire l'integrità strutturale.

2. L'Incoloy 800 può essere saldato con procedure standard?

Sì, l'Incoloy 800 presenta un'eccellente saldabilità con i processi di saldatura per fusione convenzionali, compresi GTAW, GMAW e SMAW. Per la maggior parte delle applicazioni non è necessario alcun preriscaldamento. Si consiglia di utilizzare metalli d'apporto ER NiCr-3 o equivalenti per mantenere proprietà ottimali nel metallo saldato e nella zona termicamente alterata.

3. Come si comporta l'Incoloy 800 in atmosfere di carburazione?

L'Incoloy 800 dimostra un'eccezionale resistenza alla carburazione grazie al suo contenuto di cromo e alla formazione di scaglie di ossido protettivo. La lega mantiene le sue proprietà meccaniche anche dopo una prolungata esposizione ad atmosfere ricche di carbonio a temperature elevate, rendendola ideale per le applicazioni nei forni di trattamento termico.

4. Quale trattamento termico post-fabbricazione è consigliato?

Si consiglia la ricottura in soluzione a 2000-2100°F (1093-1149°C) seguita da un rapido raffreddamento in aria o da una tempra in acqua. Questo trattamento ottimizza la struttura dei grani, allevia le tensioni di fabbricazione e garantisce le massime prestazioni ad alta temperatura. Un raffreddamento più lento può provocare la precipitazione di carburi e ridurre la duttilità.

5. In che modo i cicli termici influiscono sulle prestazioni dell'Incoloy 800?

L'Incoloy 800 presenta un'eccellente resistenza alla fatica termica grazie al suo basso coefficiente di espansione termica e all'elevata conduttività termica. La lega può sopportare numerosi cicli di riscaldamento e raffreddamento senza subire un significativo degrado delle proprietà meccaniche. Tuttavia, si consiglia di effettuare ispezioni periodiche in applicazioni con cicli termici severi per verificare la presenza di eventuali segni di cricche da fatica termica.

Riferimenti tecnici e standard

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