Liga de níquel 800H / 800HT

Material

Propriedades Gerais

As ligas 800H (UNS N08810) e 800HT (UNS N08811) são materiais de níquel-ferro-cromo com dupla certificação que resistem à oxidação, carburação e outras corrosão em alta temperatura. A composição química das duas ligas é idêntica à da liga 800 (UNS N08800), com exceção do nível mais alto 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 de alta temperatura que produz um tamanho médio de grão ASTM 5 ou mais grosso. As composições químicas restritas, aliadas ao recozimento a altas temperaturas, garantem que esses materiais tenham maior resistência à fluência e à ruptura quando comparados à Liga 800.

A liga 800H tem boas propriedades de ruptura por fluência em temperaturas acima de 1100 ° F (600 ° C). 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 recozimento padrão é recomendada para serviço abaixo de 1100 ° F (600 ° C). A liga 800H resiste a atmosferas redutoras, oxidantes e nitretantes, bem como atmosferas que alternam entre redução e oxidação. A liga permanece estável em serviço de alta temperatura a longo prazo.

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

Aplicativos

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

Padrões

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

Análise Química

% de 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 libras/pol3
7,94 g/cm3

Calor específico

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

Módulo de elasticidade

28,5 x 106 libras por polegada quadrada
196,5 GPa

Condutividade térmica 200 ° F (100 ° C)

10,6 BTU/h/pé2/pés/°F
18,3 W/m-°K

Faixa de fusão

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/em/°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 70 ° F (21 ° C)

Força de rendimento Deslocamento de 0,2%		Tração final Força		Elongação em 2 pol.	Dureza
Psi (Min.)	(MPa)	Psi (Min.)	(MPa)	% (min.)	(máx.)
29,000	200	77,000	531	52	126 Brinell

Propriedades de fluência e ruptura

O controle químico rigoroso 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 fornece 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 ao 304 quando usadas em serviços nítricos e de ácidos orgânicos. 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, os ambientes corrosivos aos quais esses graus 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 padrão de fabricação em oficina. No entanto, devido à alta resistência das ligas, elas exigem 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 Alloy 800H e 800HT é de 1740 a 2190 ° F (950 a 1200 ° C) se a deformação for de 5% ou mais. Se o grau de deformação a quente for inferior a 5 por cento, recomenda-se uma faixa de temperatura de trabalho a 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 com água ou resfriadas a ar rápido na faixa de temperatura de 1000–1400°F (540–760°C). As ligas 800H e 800HT requerem recozimento em solução após o trabalho a quente para garantir a resistência e as propriedades ideais à fluência.

Conformação a frio

As ligas devem estar na condição recozida antes da conformação a frio. As taxas de endurecimento são mais altas do que os aços inoxidáveis austeníticos. Isso deve ser levado em consideração 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 incrustações. Um tratamento térmico pós-soldagem não é necessário. Escovar com uma escova de aço inoxidável após a soldagem removerá a tonalidade do calor e produzirá uma área de superfície que não requer decapagem adicional.

Usinagem

As ligas 800H e 800HT devem ser usinadas preferencialmente na condição recozida. Como as ligas são propensas a endurecimento, apenas baixas velocidades de corte devem ser usadas e a ferramenta de corte deve ser engatada o tempo todo. A profundidade de corte adequada é necessária para garantir que se evite o contato com a zona endurecida previamente formada.