Le leghe Incoloy sono note per il loro contenuto di ferro. Nichel, ferro da stiro, e il cromo sono gli ingredienti principali e vitali delle leghe Incoloy.
Le leghe Incoloy hanno un contenuto di ferro maggiore rispetto alle leghe Inconel. Queste leghe mostrano un'eccezionale resistenza alla corrosione, forza, durabilità, e stabilità alle alte temperature.
Il nichel è un metallo essenziale la cui disponibilità è limitata per lo sviluppo della lega Incoloy.
Perciò, è necessaria una lega che abbia un contenuto di nichel inferiore ma che non sia inferiore in proprietà come resistenza alla corrosione ad alta temperatura e durata, quindi l'incoloy è la scelta migliore per questa richiesta. Fa ampio uso del ferro in sostituzione del nichel.
Sebbene la sua resistenza alla corrosione non sia buona quanto quella della lega Inconel, è adatto in molte circostanze ed è meno costoso.
Complessivamente, Lega di Incoloy è meno costoso di Lega di Inconel.
In questo articolo, scoprirai le caratteristiche, vantaggi, e applicazioni delle leghe Incoloy.
Cosa sono le leghe Incoloy?
Incoloy è un nome commerciale di Metalli speciali Inc e le versioni generiche non possono portare il nome Incoloy. Questo gruppo è più ricco di nichel rispetto alla famiglia degli acciai inossidabili e legato con abbastanza Cr e altri elementi in modo che il ferro costituisca meno della metà della composizione.
Due principali categorie di leghe per la loro applicazione primaria. Per applicazioni contro la corrosione, più alto in nichel rispetto agli acciai inossidabili comparabili, possono offrire prestazioni di corrosione migliorate in alcuni ambienti, particolarmente acido.
Molte di queste leghe sono formulate per essere utilizzate laddove sono importanti la resistenza alle alte temperature, la resistenza all'ossidazione e ad altri effetti della corrosione in temperatura. Generalmente, questi vengono utilizzati a temperature superiori a quelle degli acciai inossidabili e inferiori a quelle delle leghe Inconel e Hastelloy più elevate su una scala di temperatura relativa.
Gradi di leghe Incoloy
Lega Incoloy 800
Lega di Incoloy 800 (Stati Uniti N08800 / W.Nr. 1.4876) è un materiale ampiamente utilizzato per la costruzione di apparecchiature che richiedono resistenza alla corrosione, resistenza al calore, forza, e stabilità per servizio fino a 1500°F (816°C).
Lega 800 offre una resistenza generale alla corrosione a molti mezzi acquosi e, in virtù del suo contenuto di nichel, resiste alla tensocorrosione. A temperature elevate offre resistenza all'ossidazione, carburazione, e solforazione insieme alla resistenza alla rottura e al creep.
Per applicazioni che richiedono una maggiore resistenza alla rottura da stress e allo scorrimento viscoso, soprattutto a temperature superiori a 1500°F (816°C), Vengono utilizzate le leghe Incoloy 800H e 800HT.
Il cromo nella lega conferisce resistenza sia all'acqua che al calore. Il ferro fornisce resistenza all'ossidazione interna. Il contenuto di nichel mantiene una duttilità, struttura austenitica. Così, lega 800 si forma facilmente, saldato, e lavorato.
Lega Incoloy 800H
Lega Incoloy 800H (Stati Uniti N08810) era nota da tempo quella lega ad alto contenuto di carbonio 800 aveva proprietà di scorrimento e rottura più elevate rispetto al materiale a basso contenuto di carbonio. Per tale motivo, I metalli speciali si erano fusi a una gamma di carbonio di 0.05 a 0.10% ad eccezione degli ordini speciali in cui i clienti hanno specificato un contenuto di carbonio inferiore. La gamma di carbonio di 0.05 a 0.10% rientra nei limiti delle specifiche ASTM e ASME per la lega 800 ed è nella parte superiore di tale intervallo.
Special Metals ha generato dati per questo materiale e li ha presentati al codice ASME.
Lega Incoloy 800HT
Special Metals conosceva l'importanza di mantenere il contenuto di alluminio e titanio nella parte superiore della gamma di materiali specificata.
Ciò ha comportato proprietà di scorrimento e rottura per sollecitazione più elevate rispetto alla lega 800H della concorrenza.
Perciò, mantenere tensioni progettuali ammissibili più elevate, l'azienda ha introdotto una variante della lega INCOLOY 800H denominata lega INCOLOY 800HT (UNS N08811). La lega INCOLOY 800HT ha una chimica limitata, entro i limiti della lega 800H, e richiede un trattamento termico di 2100°F (1149°C) minimo. Il carbonio è 0.06 a 0.10% (la lega 800H è 0.05 a 0.10%), l'Al + Lo è 0.85 a 1.20% (la lega 800H è 0.30 a 1.20% Al + Voi).
Lega Incoloy 825
Incoloy 825 (N08825 degli Stati Uniti / W.Nr. 2.4858) è una lega di nichel-ferro-cromo con aggiunte di molibdeno, rame, e titanio.
La composizione chimica della lega è progettata per fornire una resistenza eccezionale a molti ambienti corrosivi. Il contenuto di nichel è sufficiente per la resistenza alla tensocorrosione da ioni cloruro.
Il nichel, insieme al molibdeno e al rame, conferisce inoltre un'eccezionale resistenza agli ambienti riducenti come quelli contenenti acidi solforico e fosforico. Il molibdeno favorisce anche la resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale. Il contenuto di cromo della lega conferisce resistenza a una varietà di sostanze ossidanti come l’acido nitrico, nitrati e sale ossidante. L'aggiunta di titanio serve, con un adeguato trattamento termico, per stabilizzare la lega contro la sensibilizzazione alla corrosione intergranulare.
La resistenza della lega Incoloy 825 alla corrosione generale e localizzata in diverse condizioni conferisce alla lega un'ampia utilità. Le applicazioni includono il trattamento chimico, controllo dell'inquinamento, recupero di petrolio e gas, produzione di acido, operazioni di decapaggio, ritrattamento del combustibile nucleare, e la gestione dei rifiuti radioattivi.
Lega Incoloy 925
Lega di Incoloy 925 (Stati Uniti N09925) è una lega di nichel-ferro-cromo induribile con l'aggiunta di molibdeno, rame, titanio e alluminio.
La composizione chimica della lega è progettata per fornire una combinazione di elevata robustezza ed eccellente resistenza alla corrosione. Il contenuto di nichel è sufficiente per la protezione contro la tensocorrosione da ioni cloruro.
Il nichel, insieme al molibdeno e al rame, conferisce inoltre un'eccezionale resistenza agli agenti chimici riducenti. Il molibdeno favorisce la resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale. Il contenuto di cromo della lega fornisce resistenza agli ambienti ossidanti. Le aggiunte di titanio e alluminio provocano una reazione di rafforzamento durante il trattamento termico.
Lega Incoloy A-286
Lega Incoloy A-286 (Stati Uniti S66286 / W.Nr. 1.4980) è una lega ferro-nichel-cromo con aggiunte di molibdeno e titanio. È indurente per invecchiamento per elevate proprietà meccaniche.
La lega mantiene una buona robustezza e resistenza all'ossidazione a temperature fino a circa 1300°F (700°C). La lega è austenitica in tutte le condizioni metallurgiche.
L'elevata resistenza e le eccellenti caratteristiche di fabbricazione della lega A-286 rendono la lega utile per vari componenti di aeromobili e turbine a gas industriali.
Viene utilizzato anche per applicazioni di fissaggio in motori automobilistici e componenti di collettori soggetti a livelli elevati di calore e stress e nell'industria petrolifera e del gas offshore.
Lega Incoloy 330
Lega di Incoloy 330 (USA N08330 / w. no. 1.4886) è una lega austenitica con buona resistenza alle alte temperature e alla corrosione.
Ha una composizione di soluzione solida e non è induribile mediante trattamento termico. L'alto contenuto di nichel e cromo garantisce una buona resistenza all'ossidazione e alla carburazione. La sua resistenza all'ossidazione è migliorata dal contenuto di silicio.
La forza della lega e la resistenza all’ossidazione a temperature elevate ne fanno un materiale utile per i forni di riscaldamento industriali; per muffole, repliche, sistemi di trasporto, cestini e scatole, e arredi vari.
Caratteristiche delle leghe Incoloy
Le leghe Incoloy hanno alcune caratteristiche eccellenti grazie al nichel-cromo e al ferro utilizzati come elementi primari nelle loro composizioni, con alcuni altri elementi secondari.
Di seguito sono riportate alcune caratteristiche comuni delle leghe Incoloy:
- La resistenza alle alte temperature della lega Incoloy è davvero eccezionale.
- Queste leghe possono mantenere la loro eccellente resistenza all'ossidazione e alla carburazione alle alte temperature
- Eccellente resistenza alla rottura per scorrimento viscoso
- A causa del maggiore contenuto di ferro, questo tipo di lega permette la semplicità di fabbricazione.
La lega Incoloy ha una densità inferiore rispetto alla lega Inconel a causa della sua percentuale di nichel inferiore e del contenuto di ferro più elevato. Questo fatto riduce in una certa misura il costo della lega Incoloy rispetto alla lega Inconel.
Proprietà speciali delle leghe Incoloy
Le leghe Incoloy hanno una composizione di nichel-ferro-cromo che fornisce una buona robustezza nonché un'eccezionale resistenza all'intaglio e all'ossidazione in ambienti ad alta temperatura.
Secondo la loro microstruttura, Le leghe Incoloy sono classificate in due categorie: leghe solide rinforzate con soluzioni e leghe rinforzate con precipitazione.
Proprietà meccaniche
Le proprietà meccaniche di alcune importanti leghe incoloy sono riportate nella tabella seguente;
Lega | Resistenza alla trazione MPa | Forza di snervamento MPa | Allungamento % |
Incoloy 800 | 515 | 205 | 30 |
Incoloy 825 | 586 | 241 | 30 |
Incoloy 908 | 1172 | 827 | 12 |
Incoloy A-286 | 896 | 586 | 15 |
Proprietà fisiche
Di seguito sono riportate le proprietà fisiche di alcune comuni leghe incoloy:
Lega | Densità g/cm3 | Intervallo di fusione °C | Calore specifico J/kg•°C |
Incoloy 800 | 7.94 | 1357 a 1385 | 460 |
Incoloy 825 | 8.14 | 1370 a 1400 | 440 |
Incoloy 908 | 8.17 | 1361 a 1410 | 439 |
Incoloy A-286 | 7.94 | 1370 a 1430 | 419 |
Usi e applicazioni delle leghe Incoloy
Produzione di energia
Sono disponibili diversi modi per la generazione di energia, come l'energia idroelettrica, Energia termica, potenza del gas, e l'energia nucleare. Altre tecnologie di generazione di energia, oltre all’energia idroelettrica, richiedevano materiali ad alta temperatura. L'energia nucleare è una delle tecniche di generazione di energia tramite superleghe più ampiamente utilizzate.
C'è un ambiente altamente pericoloso oltre alla temperatura estremamente elevata all'interno del reattore nucleare. Di conseguenza, le leghe di nichel svolgono un ruolo indispensabile nella progettazione dei reattori nucleari.
Settore automobilistico
Con il progresso dell'industria automobilistica, Le leghe Incoloy vengono sempre più utilizzate per migliorare l'efficienza delle automobili. Le superleghe sono ora comunemente utilizzate nei componenti automobilistici come i turbocompressori, valvole di scarico, elementi di fissaggio per il depuratore dei gas di scarico, precamere di accensione, e ugelli.
Lavorazione chimica
Soprattutto, le reazioni chimiche vengono effettuate in contenitori metallici nelle industrie di trasformazione chimica. Varie reazioni chimiche, Ovviamente, richiedono temperature diverse. Leghe di nichel, soprattutto Incoloy, possono resistere alla corrosione di molti agenti chimici e hanno ottime proprietà meccaniche sia alle basse che alle alte temperature. Di conseguenza, è la sostanza più utilizzata nell'industria chimica.
Aerospaziale
Le leghe Incoloy sono più comunemente utilizzate nell'industria aerospaziale. Non è facile garantire che i vari componenti dei motori aeronautici possano funzionare normalmente a temperature diverse e in circostanze diverse. Leghe a base di nichel, come le leghe Incoloy, sono attualmente i migliori materiali per applicazioni ad alta temperatura grazie alla loro resistenza alla corrosione e qualità meccaniche superiori.
Costi delle leghe Incoloy
Il costo delle leghe Inconel è superiore a quello delle leghe Incoloy perché le leghe Inconel ne hanno di più 50% contenuto di nichel. Questa concentrazione di nichel lo rende più costoso dell'Incoloy. Le leghe Incoloy ne hanno più di 50% contenuto di ferro, rendendole meno costose e facili da acquistare rispetto alle leghe Inconel.
Vantaggi delle leghe Incoloy
- Le leghe Incoloy hanno eccellenti qualità meccaniche sia a temperatura ambiente che ad alte temperature fino a circa 1000°F.
- Queste leghe mostrano un'eccezionale resistenza agli acidi riducenti e ossidanti.
- Eccellente resistenza alla tensocorrosione
- Forte resistenza alla rottura per scorrimento viscoso
- Vari gradi di leghe Incoloy mostrano un'eccellente resistenza a varie atmosfere contenenti zolfo.
- Resistenza alle alte temperature
- Le leghe Incoloy sono disponibili anche nelle seguenti forme: tubi, tubi, fogli, barre, e flange.
La differenza tra le leghe Inconel e Incoloy
Queste leghe sono ampiamente utilizzate in molti settori grazie alle loro eccellenti proprietà. La composizione è la differenza chiave tra le leghe Inconel e Incoloy.
La distinzione più significativa tra queste due superleghe è la loro composizione. L'Inconel è una lega di nichel-cromo che ne contiene più di 50% nichel.
Incoloy è una lega di nichel-ferro-cromo con un contenuto di nichel inferiore a 50% e un contenuto di ferro superiore a 50%. Altre distinzioni tra queste leghe includono le loro applicazioni e compatibilità.
Conclusione
Complessivamente, tutti i gradi delle leghe Incoloy sono molto utili e svolgono un ruolo chiave nel settore.
Le leghe Incoloy offrono un'eccezionale resistenza alla corrosione, alte temperature, forza, ed eccezionali proprietà meccaniche.
L'uso efficace e affidabile delle leghe Incoloy in applicazioni specifiche richiede un'adeguata selezione della qualità, gestione, e la comprensione dei propri limiti.
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