Liga de níquel 800H/800HT

Material

Propriedades Gerais

As ligas 800H (UNS N08810) e 800HT (UNS N08811) são materiais de níquel-ferro-cromo duplamente certificáveis que resistem à oxidação, carburação e outras corrosões de alta temperatura. A composição química das duas ligas é idêntica à da liga 800 (UNS N08800), com exceção do maior nível de carbono presente em ambos os graus — (0,05–0,10%) na liga 800H, e (0,06–0,10%) na liga 800HT. A liga 800HT também tem uma adição de até 1,0% de alumínio e titânio. Além das restrições químicas, ambas as ligas recebem um tratamento de recozimento a alta temperatura que produz um tamanho de grão médio de ASTM 5 ou mais grosso. As composições químicas restritas, aliadas ao recozimento a altas temperaturas, garantem a esses materiais maior resistência à fluência e à ruptura quando comparados à liga 800.

A liga 800H tem boas propriedades de fluência-ruptura em temperaturas acima de 600°C (1100°F). Permanece dúctil durante o uso a longo prazo em temperaturas abaixo de 1290°F (700°C) devido a um teor máximo de titânio e alumínio de 0,7%. A liga 800 com um recozimento padrão é recomendada para serviços abaixo de 600°C (1100°F). A liga 800H resiste a atmosferas redutoras, oxidantes e nitretantes, bem como atmosferas que alternam entre reduzir e oxidar. A liga permanece estável em serviço de alta temperatura a longo prazo.

A liga 800HT tem excelente resistência à fluência em temperaturas acima de 700°C (1290°F). Se a aplicação envolver excursões de temperatura frequentes abaixo de 1290°F (700°C) ou partes de estão permanentemente expostas a uma temperatura abaixo de 1290°F (700°C), a liga 800H deve ser utilizada. A resistência à alta temperatura da liga 800HT é comparável à liga 800H. Ele também permanece estável em serviço de alta temperatura de longo prazo.

Aplicativos

Processamento Químico e Petroquímico – equipamentos de processo para a produção de etileno, dicloreto de etileno, anidrido acético, cetono, ácido nítrico e oxi-álcool
Refino de petróleo — reformadores de vapor/hidrocarbonetos e unidades de hidrodesalquilação
Geração de energia — superaquecedores a vapor e trocadores de calor de alta temperatura em reatores nucleares refrigerados a gás, trocadores de calor e sistemas de tubulação em usinas a carvão
Dispositivos de processamento térmico — tubos radiantes, muflas, retortas e luminárias para fornos de tratamento térmico

Padrões

ASTM.................. B 409
ASME.................. SB 409
AMS................... 5871

Análise Química

Peso % (todos os valores são máximos, a menos que um intervalo seja indicado de outra forma)

Elemento	800H	800HT
Níquel	30.0 min.-35.0 máx.	30.0 min.-35.0 máx.
Cromo	19,0 min.-23,0 máx.	19,0 min.-23,0 máx.
Ferro	39.5	39.5
Carbono	0,05 min.-0,10 máx.	0,06 min.-0,10 máx.
Manganésio	1.50	1.50
Fósforo	0.045	0.045
Enxofre	0.015	0.015
Silício	1.0	1.0
Alumínio	0,15 min.-0,60 máx.	0,25 min.-0,60 máx.
Titânio	0,15 min.-0,60 máx.	0,25 min.-0,60 máx.
Alumínio & Titânio	0,30 min.-1,20 máx.	0,85 min.-1,20 máx.

Propriedades Físicas

Densidade

0,287 lbs/pol3
7,94 g/cm3

Calor específico

32-212°F (0,11 BTU/lb-°F)
460 J/kg-°K (0-100°C)

Módulo de elasticidade

28,5 x 106 psi
196,5 GPa

Condutividade térmica 100°C (200°F)

10,6 BTU/h/ft2/ft/°F
18,3 W/m-°K

Faixa de Derretimento

2475 – 2525°F
1357 – 1385°C

Resistividade Elétrica

59,5 microhm-in a 68°C
99 Microhm-cm a 20°C

Coeficiente Médio de Expansão Térmica Faixa de Temperatura
°F	°C	em/pol/°F	cm/cm°C
200	93	7,9 x 10-6	14,4 x 10-6
400	204	8,8 x 10-6	15,9 x 10-6
600	316	9,0 x 10-6	16,2 x 10-6
800	427	9,2 x 10-6	16,5 x 10-6
1000	538	9,4 x 10-6	16,8 x 10-6
1200	649	9,6 x 10-6	17,1 x 10-6
1400	760	9,9 x 10-6	17,5 x 10-6
1600	871	10,2 x 10-6	18,0 x 10-6

Propriedades Mecânicas

Valores típicos a 21°C (70°F)

Resistência ao Rendimento 0,2% de Compensação		Tração definitiva Força		Elongação em 2 pol.	Dureza
psi (mín.)	(MPa)	psi (mín.)	(MPa)	% (mín.)	(máx.)
29,000	200	77,000	531	52	126 Brinell

Propriedades de fluência e ruptura

O controle químico apertado e o tratamento térmico de recozimento da solução foram projetados para fornecer propriedades ideais de fluência e ruptura para as ligas 800H e 800HT. Os gráficos a seguir detalham as excelentes propriedades de fluência e ruptura dessas ligas.

Nickel Alloy Alloy 800H/800HT

Valores representativos de resistência à ruptura para ligas 800H/800HT

Temperatura		10.000 h		30.000 h		50.000 h		100.000 h
°F	°C	Ksi	Mpa	Ksi	Mpa	Ksi	Mpa	Ksi	Mpa
1200	650	17.5	121	15.0	103	14.0	97	13.0	90
1300	705	11.0	76	9.5	66	8.8	61	8.0	55
1400	760	7.3	50	6.3	43	5.8	40	5.3	37
1500	815	5.2	36	4.4	30	4.1	28	3.7	26
1600	870	3.5	24	3.0	21	2.8	19	2.5	17
1700	925	1.9	13	1.6	11	1.4	10	1.2	8.3
1800	980	1.2	8.3	1.0	6.9	0.9	6.2	0.8	5.5

Resistência à Oxidação

A combinação do alto teor de níquel e cromo nas ligas 800H e 800HT proporciona excelentes propriedades de resistência à oxidação para ambas as ligas. Os resultados dos testes de oxidação cíclica a 1800°F (980°C) e 2000°F (1095°C) são mostrados abaixo.

Nickel Alloy Alloy 800H/800HT

Resistência à corrosão

O alto teor de níquel e cromo das ligas 800H e 800HT geralmente significa que elas terão resistência à corrosão aquosa muito semelhante. As ligas têm resistência à corrosão comparável a 304 quando usadas no serviço de ácido nítrico e orgânico. As ligas não devem ser usadas no serviço de ácido sulfúrico. Eles estão sujeitos à precipitação de carboneto de cromo se estiverem em serviço para exposição prolongada na faixa de temperatura de 1000-1400°F (538-760°C).
Como as ligas 800H e 800HT foram desenvolvidas principalmente para resistência a altas temperaturas, ambientes corrosivos aos quais esses tipos são expostos normalmente envolvem reações de alta temperatura, como oxidação e carburação.

Dados de fabricação

As ligas 800H e 800HT podem ser facilmente soldadas e processadas por práticas de fabricação padrão de fábrica. No entanto, devido à alta resistência das ligas, elas requerem equipamentos de processo de maior potência do que os aços inoxidáveis austeníticos padrão.

Conformação a quente

A faixa de temperatura de trabalho a quente para as ligas 800H e 800HT é de 1740–2190°F (950–1200°C) se a deformação for de 5% ou mais. Se o grau de deformação a quente for inferior a 5%, recomenda-se uma faixa de temperatura de trabalho quente entre 1560-1920°F (850-1050°C). Se a temperatura do metal de trabalho a quente cair abaixo da temperatura mínima de trabalho, a peça deve ser reaquecida. As ligas devem ser temperadas a água ou resfriadas rapidamente a ar através da faixa de temperatura de 1000-1400°F (540-760°C). As ligas 800H e 800HT requerem recozimento da solução após o trabalho a quente para garantir a resistência e as propriedades ideais à fluência.

Conformação a Frio

As ligas devem estar no estado recozido antes da conformação a frio. As taxas de endurecimento do trabalho são maiores do que os aços inoxidáveis austeníticos. Isso deve ser levado em conta ao selecionar o equipamento de processo. Um tratamento térmico intermediário pode ser necessário com um alto grau de trabalho a frio ou com mais de 10% de deformação.

Soldagem

As ligas 800H e 800HT podem ser facilmente soldadas pela maioria dos processos padrão, incluindo GTAW (TIG), PLASMA, GMAW (MIG/MAG) e SMAW (MMA). O material deve estar na condição de solução recozida e livre de graxa, marcas ou incrustação. Não é necessário um tratamento térmico pós-solda. A escovação com uma escova de arame de aço inoxidável após a soldagem removerá a tonalidade térmica e produzirá uma área de superfície que não requer decapagem adicional.

Usinagem

As ligas 800H e 800HT devem ser usinadas preferencialmente na condição recozida. Uma vez que as ligas são propensas ao endurecimento do trabalho, apenas baixas velocidades de corte devem ser usadas e a ferramenta de corte deve ser acoplada em todos os momentos. A profundidade de corte adequada é necessária para garantir que não haja contato com a zona endurecida de trabalho previamente formada.