„Inconel 600“ ir „Inconel 601“: koks oksidacijai{2}}atsparus lydinys tinka jūsų krosnyje?

Inconel 600 (UNS N06600) ir Inconel 601 (UNS N06601) yra du plačiausiai nurodyti nikelio -chromo lydiniai, skirti oksiduoti aukštoje temperatūroje. Nurodant krosnies komponentus, terminio -apdorojimo įtaisus, spinduliavimo vamzdžius ir terminio apdorojimo įrangą, jie dažnai lyginami -su -galva. Abi yra pagamintos pagal ASTM B168 (plokštė / lakštas) ir B167 (vamzdis / vamzdis), ir abu yra ASME BPVC II skyriuje.

Inconel 600 vs Inconel 601

Iš pažiūros šie lydiniai atrodo panašūs. Pasinerkite giliau ir išryškės aiški veikimo riba: maždaug 900 laipsnių ištisinis (850 laipsnių ciklas). Žemiau šios slenksčio IN600 veikia puikiai ir gali sutaupyti ribines išlaidas. Be to, IN601 aliuminio priedas sukuria iš esmės skirtingą - ir puikų - oksidacijos mechanizmą, kuris pateisina pasirinkimą praktiškai visose aukštos- temperatūros krosnyse.

RAKTŲ RADIMAS

Inconel 601 yra tinkamiausias lydinys bet kokiam krosnies naudojimui, veikiančiam aukštesnėje nei 900 laipsnių temperatūroje, ypač naudojant terminį ciklą. Jo aliuminio -išvestinė Al2O3 (aliuminio oksido) skalė yra stabilesnė, labiau prilimpa ir savaime-gyjančios - savybės, kurių Inconel 600 chromo (Cr2O3) skalė negali atitikti esant ekstremalioms temperatūroms. „Inconel 600“ tebėra tinkamas pasirinkimas, kai naudojamas nuolatinis aptarnavimas žemesnėje{13}}temperatūroje, aplinkoje, kurioje yra halogenų, cheminiam šarminiam apdorojimui ir branduolinio garo generatoriaus vamzdeliams.

„Inconel 600“.yra nikelio{0}}chromo lydinys, kuriame yra daug nikelio (mažiausiai 72 %) ir 14–17 % chromo. Jis buvo vienas iš pirmųjų komerciškai pagamintų nikelio lydinių, datuojamas XX a. ketvirtajame dešimtmetyje, ir yra vienas plačiausiai naudojamų aukštos temperatūros lydinių pasaulyje. Jo atsparumas korozijai priklauso nuo pasyvios chromo oksido (Cr2O3) plėvelės, kuri savaime susidaro virš ~400 laipsnių ir apsaugo nuo oksidacijos, daugumos rūgščių ir šarminės aplinkos.

„Inconel 600“ yra tradicinis pasirinkimas: terminio -apdorojimo įtaisams iki ~900 laipsnių, šarminiams garintuvams, branduolinio garo generatoriaus vamzdžiams (istoriškai), cheminio apdorojimo vamzdžiams, kuriuose yra halogeno-, ir įvairiai krosnies įrangai esant vidutinei temperatūrai.

UNS numeris:N06600 | Įprasti vardai:Inconel 600, lydinys 600, Nicrofer 7216, Chronin 600

Pagrindiniai standartai:ASTM B168 (plokštelė), B167 (vamzdis), B166 (baras / viela), B163 (vamzdžiai); ASME SB-168, SB-167, SB-163

Inconel 601yra nikelio -chromo-aliuminio lydinys, skiriasi nuo IN600 dviem pagrindinėmis modifikacijomis: chromo kiekis padidintas iki 21–25 % (palyginti su 14–17 % IN600), o aliuminio pridedama 1,0–1,7 %. Šis, atrodytų, mažas aliuminio priedas yra transformuojantis. Esant aukštesnei nei 800–900 laipsnių temperatūrai, aliuminis selektyviai difunduoja į lydinio paviršių ir sudaro tankų, prilipusį aliuminio oksido (Al2O3) sluoksnį, kuris yra žymiai stabilesnis ir termodinamiškai tvirtesnis nei chromas esant ekstremalioms temperatūroms.

„Inconel 601“ yra tinkamiausias pasirinkimas: krosnies spinduliavimo vamzdžiams, nepertraukiamo ir periodinio atkaitinimo krosnies komponentams, kurių temperatūra viršija 900 laipsnių, litavimo įtaisams, atliekų -šilumos-rekuperatoriams ir bet kokiai terminio apdorojimo įrangai, kuriai taikomas agresyvus terminis ciklas.

UNS numeris:N06601 | Įprasti vardai:Inconel 601, lydinys 601, Nicrofer 6023 H, Chronin 601

Pagrindiniai standartai:ASTM B168 (plokštė), B167 (vamzdis), B166 (baras / viela); AMS 5715 (aerospace lakštas/juosta/plokštė); ASME SB-168, SB-167

Toliau pateiktoje lentelėje pateikiami ASTM{0}}nustatyti sudėties diapazonai. Šių skirtumų supratimas yra pagrindas suprasti visus lydinių veikimo skirtumus.

Elementas	IN600 min (%)	Maks. IN600 (%)	IN601 min (%)	IN601 maks. (%)	Funkcinis vaidmuo
Nikelis (Ni)	72,0 min	-	58,0 min	63,0 maks	Korozijos pagrindas, stabilumas
Chromas (Cr)	14.0	17.0	21.0	25.0	Oksido nuosėdų formuotojas
Geležis (Fe)	6.0	10.0	Balansas	Balansas	Sąnaudų mažinimas, struktūra
Aliuminis (Al)	-	-	1.0	1.7	Al2O3 skalė, IN601 pagrindinis elementas
Anglis (C)	-	0,15 maks	-	0,10 maks	Karbido krituliai
Manganas (Mn)	-	1,0 maks	-	1,0 maks	Deoksidatorius
Silicis (Si)	-	0,50 maks	-	0,50 maks	Atsparumas oksidacijai
Siera (S)	-	0,015 maks	-	0,015 maks	Karštas-plastiškumas (sumažinti)
Varis (Cu)	-	0,50 maks	-	-	Nedidelė priemaiša

Atsparumas oksidacijai yra pagrindinis krosnies lydinio pasirinkimo kriterijus. Žemiau esančioje lentelėje palyginamas elgesys visame eksploatavimo temperatūros diapazone, susijęs su pramoninėmis krosnelėmis ir terminio apdorojimo įranga.

High-Temperature Oxidation Performance

Temperatūros diapazonas	IN600 našumas	IN601 našumas	Bandymo metodas	Pagrindinis stebėjimas
Iki 600 laipsnių	Puikiai	Puikiai	ASTM B168 ciklinis	Abu lydiniai visiškai apsaugo; minimalus mastelio keitimas
600 laipsnių – 900 laipsnių	Labai geras	Puikiai	ASTM B168 nuolatinis	IN601 Al2O3 mastelio formos, IN600 Cr2O3 dominuoja
900 laipsnių – 1100 laipsnių	Geras (Cr2O3, skilimo rizika)	Puikus (Al2O3 stabilus)	ASTM B168 / ISO 21608	IN601 ryžtingai pranašesnis; IN600 mastelio keitimas padidėja
1100 laipsnių – 1200 laipsnių	Ribota (tikėtina, kad išsiskirs)	Labai geras (Al2O3 išlieka)	ASTM B{0}} laipsnio testas	Pageidautina IN601; IN600 nerekomenduojama virš 1100 laipsnių
Virš 1200 laipsnių	Nerekomenduojama	Priimtinas (trumpa ekspozicija)	ASM vadovas{0}}A tomas	Apsvarstykite lydinius su didesniais Al/RE priedais
Ciklinis šildymas/vėsinimas	Vidutinis (mažo dydžio)	Aukščiausias (Al2O3 sukibimas)	ASTM G54 terminis ciklas	IN601 Al2O3 skalė geriau prilimpa veikiant terminiam ciklui

Oksido skalės mechanizmo supratimas

Pagalvokite apie oksido nuosėdas kaip apie apsauginę lydinio odą. Chromas (Cr2O3) yra kaip įprasta oda - pakankamai kieta, bet linkusi įtrūkti ir luptis, kai yra pakartotinai lenkiama (šiluminis ciklas). Aliuminio oksidas (Al2O3) yra labiau panašus į randų audinį - storesnis, tankesnis, tam tikrais atžvilgiais mažiau lankstus, bet daug atsparesnis lupimui nuo apsaugoto paviršiaus.

Kiekvieną kartą, kai krosnis įkaista ir atvėsta, lydinys ir jo skalė plečiasi ir susitraukia šiek tiek skirtingu greičiu. Dėl šio pasikartojančio įtempimo atsiranda nuosėdų išsisluoksniavimas -, nuosėdos įtrūksta ir nulūžta, todėl naujas lydinys oksiduojasi. IN601 aliuminio oksido skalė geriau sukimba su lydinio pagrindu (iš dalies dėl aliuminio -turtingo sub-sluoksnio, veikiančio kaip difuzijos barjeras), todėl išlaiko daug daugiau terminių ciklų, kol sugenda.

Nors atsparumas oksidacijai lemia daugelio krosnių parinkimo sprendimą, mechaninis vientisumas darbinėje temperatūroje yra vienodai svarbus -, ypač struktūriniams komponentams, tokiems kaip krepšeliai, padėklai, armatūra ir spinduliavimo vamzdžiai.

Turtas	„Inconel 600“.	Inconel 601	Specifikacija / šaltinis
Tempimo stipris (min.)	550 MPa (80 ksi)	600 MPa (87 ksi)	ASTM B168 / B167
Išeiga 0,2 % (min.)	240 MPa (35 ksi)	275 MPa (40 ksi)	ASTM B168 / B167
Pailgėjimas (min.)	30%	30%	ASTM B168 / B167
Kietumas (Brinell, tipiškas)	~120–170 HB	~130–185 HB	ASTM E10
Tankis	8,47 g/cm3	8,06 g/cm3	Gamintojo duomenų lapai
Lydymosi diapazonas	1354–1413 laipsnis	1301–1363 laipsniai	ASM lydinio duomenų bazė
Elastingumo modulis (20 laipsnių)	207 GPa	207 GPa	ASTM E111
Šiluminis plėtimasis (20–1000 laipsnių)	15,1 µm/m· laipsnis (vid.)	15,2 µm/m· laipsnis (vid.)	Specialių metalų duomenų lapas
Maksimali nuolatinio aptarnavimo temp	~1100 laipsnių	~1200 laipsnių	ASME BPVC sek. VIII / SB-168
Maksimali ciklo aptarnavimo temp	~1000 laipsnių	~1150 laipsnių	Specialieji metalai; ASTM B168

Stiprumas esant temperatūrai

Kambario temperatūroje IN601 minimalus tempimas ir takumo riba yra šiek tiek didesnė nei IN600 -, nes tai yra niobio-be kritulių ir kietojo chromo{3}}tirpalo stiprinimo pranašumas. Dar svarbiau yra elgesys esant darbinei temperatūrai.

Abiejų lydinių stiprumas mažėja kylant temperatūrai, todėl ASME projektavimo taisyklės nurodo temperatūros sumažintus leistinus įtempius. Tačiau IN601 išlaiko proporcingai geresnį atsparumą valkšnumui virš 900 laipsnių, todėl jis yra tinkamas apkrovą{4}}nešančių krosnies komponentų pasirinkimas aukštesnėje temperatūroje.

PASLAUGOS TEMPERATŪROS TAISYKLĖ

Nuolatiniam krosnies eksploatavimui: naudokite IN600 iki 900 laipsnių. Perjunkite į IN601, kad nustatytumėte 900–1200 laipsnių. Virš 1200 laipsnių apsvarstykite Haynes 214, Alloy 602CA arba keramikos alternatyvas. Ciklinio aptarnavimo atveju (partijinės krosnys, druskos puodų krosnys) sumažinkite nuolatinę -paslaugų kryžminę temperatūrą maždaug 50 laipsnių -, o tai reiškia, kad IN601 bus teikiama pirmenybė virš ~850 laipsnių cikliškumo.

Krosnių lydiniai susiduria ne tik su sausa oksidacija. Daugelis pramoninių krosnių lydinius veikia degimo dujomis, proceso atmosferomis (karburizacija, nitridavimas, sulfidinimas) ir cheminio apdorojimo srautais. Toliau pateiktoje lentelėje palyginamas atsparumas korozijai aplinkose, kurios yra labiausiai susijusios su krosnies eksploatavimu.

Corrosion Resistance in Chemical Environments

Aplinka / Žiniasklaida	IN600 reitingas	IN601 įvertinimas	Testo standartas	Pastabos
Sausa oksiduojanti atmosfera	Labai geras	Puikiai	ASTM B168	IN601 Al2O3 skalė viršija 900 laipsnių
Sulfiduojanti atmosfera	Vidutinis	Vidutinis	ASM vadovas 13A	Abu jautrūs; IN600 šiek tiek atsparesnis
Carburizing atmosfera	Gerai	Labai geras	ASTM A297	IN601 didesnis Cr + Al geriau atsparus anglies patekimui
Azotinė atmosfera	Gerai	Gerai	ASTM A297	Tinka abu; nedidelis IN601 Cr pranašumas
Halogeninės dujos (Cl2, F2)	Gera (žema temperatūra)	Vidutinis	ASTM G31	IN600 geriau halogeniniam aptarnavimui; venkite IN601 esant HF
Atskiestų šarmų (NaOH)	Puikiai	Labai geras	ASTM G31	IN600 tradicinis šarminių garintuvų pasirinkimas
High-temp steam (>500 laipsnių)	Puikiai	Puikiai	ASTM B168	Abu veikia gerai; IN601 pageidautina virš 900 laipsnių
Išlydytos druskos	Gerai	Gerai	ASM vadovas 13B	Veikimas labai priklauso nuo druskos chemijos
Oksiduojančios rūgštys (HNO3)	Vidutinis	Vidutinis	ASTM G31	Nė vienas lydinys nėra tinkamas stiprioms oksiduojančioms rūgštims
Redukuojančios rūgštys (HCl, H2SO4)	Vargšas	Vargšas	ASTM G31	Nė vienas lydinys netinka; naudokite C-276 ar panašų

Svarbi išimtis: halogeninė aplinka

Viena sritis, kurioje IN600 pranoksta IN601, yra halogeno{2}}turinčiose atmosferose (chloro, fluoro, vandenilio bromo rūgšties). Didesnis aliuminio kiekis IN601 gali sudaryti lakiuosius aliuminio halogenidus aukštesnėje temperatūroje, o tai sutrikdo apsauginę skalę ir pagreitina ataką. Cheminio apdorojimo įrangai, veikiamai halogeninių dujų -, ypač vandenilio fluorido (HF) arba chloro, aukštesnė nei 500 laipsnių - IN600 yra teisinga specifikacija. IN601 nerekomenduojama naudoti tokioje aplinkoje.

Kaustinė aplinka: IN600 išlieka standartas

Inconel 600 was originally developed partly for its resistance to stress corrosion cracking (SCC) in hot caustic (sodium hydroxide, NaOH) solutions - a failure mode that destroyed 18-8 stainless steels in early chemical plants. Its high nickel content (>72%) iš esmės pašalina Cl-SCC ir OH-SCC jautrumą austenitiniam nerūdijančiam plienui. Ši savybė išlieka svarbiausia IN600 ne-šiluma, todėl ji ir toliau nurodoma šarminiams garintuvams, šarminio ėsdinimo linijoms ir susijusiai cheminio proceso įrangai.

Pramoninės krosnys retai naudojamos idealiai pastovioje temperatūroje. Paketinis atkaitinimas, terminis apdorojimas, kontroliuojamas-atmosferinis litavimas ir panašūs procesai apima pakartotinius šildymo ir vėsinimo ciklus. Šiluminis ciklas sukelia mechaninį įtempimą lydinio komponentams dėl diferencinio šiluminio plėtimosi, oksidų skalės neatitikimo ir mikrostruktūrinių pokyčių. Toliau pateiktoje lentelėje palyginami abu lydiniai pagal šiluminio ciklo ir su nuovargiu susijusius našumo požymius.

Našumo požymis	„Inconel 600“.	Inconel 601	Bandymas / Standartas	Verdiktas
Oksido nuosėdų sukibimas (statinis)	Geras (Cr2O3)	Puikus (Al2O3)	ASTM B168 izoterminis	IN601 pranašesnis
Oksido nuosėdų sukibimas (ciklinis)	Vidutinis (išsiplėtęs)	Labai geras (mažas skilimas)	ASTM G54 terminis šokas	IN601 pranašesnis
Atsparumas terminiam nuovargiui	Gerai	Labai geras	ASTM E606 LCF testas	IN601 advantage at >900 laipsnių
Atsparumas šliaužimui (900 laipsnių)	Vidutinis	Gerai	ASTM E139	IN601 geriau esant aukštai temperatūrai
Terminis šokas (greitas gesinimas)	Gerai	Gerai	ASTM G54	Abu panašūs; IN601 kraštas su Al2O3
Padidinkite{0}}gyjimą po žalos	Vidutinis	Puikiai	ASM vadovas{0}}A tomas	IN601 Al2O3 savaime{3}}gyja greitai
Sutrupėjimo rizika (ilgas tarnavimas)	Žemas (žemiau 600 laipsnių)	Žemas-Vidutinis (sigma/amžius)	ASTM A262 praktika A	Abu valdomi tinkamai termiškai apdorojant

Kaina visada yra lydinio pasirinkimo veiksnys. Toliau pateiktoje lentelėje pateikiamas kelių-dimensijų sąnaudų palyginimas, įskaitant žaliavų kainodarą, gamybos veiksnius ir gyvavimo ciklo ekonomiką.

Kaštų faktorius	„Inconel 600“.	Inconel 601	304/316L SS (nuoroda)	Pastabos
Žaliava (USD/kg, lėkštė)	$25–35	$28–40	$6–9 / $7–11	2024 m. platintojo kainodara; priklauso Ni LME
Santykinės medžiagos indeksas	~0.85–0.95x	1.00x	~0.22–0.30x	Normalizuota iki IN601
Apdirbamumas (santykinis lengvumas)	Gerai	Gerai	Puikiai	Abu lydiniai apdorojami panašiai
Suvirinamumas	Puikiai	Gerai	Puikiai	IN600 lengviau suvirinti; IN601 reikia kontroliuojamo išankstinio pašildymo
Gamybos kaina, palyginti su{0}}L SS	~5–7x	~5–8x	1,0x bazinis lygis	Įskaitant formavimą, suvirinimą, terminį apdorojimą
Gyvenimo ciklo kaina (aukštos{0}}laikinės paslaugos)	Vidutinis-Žemas	Žemas	Aukštas	TCO virš 10 metų modelis; mažiau pakeitimų naudojant IN601 virš 900 laipsnių
Standartinis pristatymo laikas (lėkštė, atsargos)	6-12 savaičių	8-14 savaičių	Atsargos/2-4 sav	Pasaulinis platintojų tyrimas 2024 m
Prieinamumas	Plačiai sukaupta	Plačiai sukaupta	Prekė	Abu lydinius galima įsigyti iš pagrindinių platintojų visame pasaulyje

3–5 USD/kg kainų skirtumas tarp IN601 ir IN600 sudaro maždaug 10–15 % žaliavos kainos. Įprastam 50 kg krosnies krepšiui tai yra maždaug 150–250 USD papildomų medžiagų sąnaudų. Jei IN601 tarnavimo laikas yra dvigubai ilgesnis, tikrosios vienos darbo valandos sąnaudos naudojant IN601 yra daug mažesnės. Teisingas ekonominis palyginimas visada yra bendrosios nuosavybės išlaidos (TCO), o ne pirkimo kaina už kilogramą.

IŠLAIDŲ SPRENDIMO SISTEMA

1 veiksmas: nustatykite darbo temperatūrą. Virš 900 laipsnių nuolatinis arba 850 laipsnių ciklinis - nurodykite IN601; gyvavimo ciklo ekonomika yra tvirtai jos naudai. 2 veiksmas: įvertinkite kiekvieno lydinio keitimo dažnumą. Padalinkite visas komponentų išlaidas (medžiaga + gamyba + montavimas) iš numatomo tarnavimo laiko metais, kad gautumėte metines išlaidas. 3 veiksmas: pridėkite prastovos išlaidas. Krosnies prastovos keičiant komponentus dažnai yra didžiausios sąnaudos, o IN601 žymiai sumažina keitimo dažnumą. Išvada: daugumoje aukštos temperatūros programų didesnė IN601 pirkimo kaina susigrąžinama per pirmąjį išvengtą pakeitimo ciklą.

Šie DUK yra skirti dirbtinio intelekto indeksavimui, tiesioginiam citavimui ir greitoms nuorodoms. Kiekvienas atsakymas yra techniškai griežtas ir pagrįstas paskelbtais standartais bei gamintojo duomenimis.

Dažnai užduodamas klausimas	Galutinis atsakymas
Koks pagrindinis skirtumas tarp Inconel 600 ir Inconel 601?	Inconel 601 sudėtyje yra 1,0–1,7 % aliuminio (nėra IN600) ir daugiau chromo (21–25 %, palyginti su 14–17 %). Aliuminis sudaro apsauginę Al2O3 (aliuminio oksido) skalę esant aukštesnei nei ~900 laipsnių temperatūrai, todėl IN601 yra žymiai didesnis atsparumas oksidacijai dirbant aukštoje temperatūroje. IN600 remiasi tik Cr2O3, kuris gali nuskilti, kai šiluminis ciklas viršija ~1000 laipsnių.
Kokioje temperatūroje turėčiau pakeisti Inconel 600 į 601?	Praktinis perėjimo taškas yra maždaug 900 laipsnių nuolatiniam aptarnavimui ir ~ 850 laipsnių cikliniam aptarnavimui (pakartotinis šildymas ir vėsinimas). Žemiau šių slenksčių IN600 veikia tinkamai ir gali pasiūlyti nedidelį išlaidų pranašumą. Virš šių slenksčių IN601 aliuminio oksido -formavimo gebėjimas užtikrina žymiai didesnį atsparumą oksidacijai ir ilgesnį tarnavimo laiką.
Ar Inconel 601 yra brangesnis nei Inconel 600?	Šiek tiek. „Inconel 601“ paprastai kainuoja 28–40 USD/kg (plokštelė), palyginti su 25–35 USD/kg „Inconel 600“, o tai rodo didesnį chromo ir aliuminio lydinio priedą. Kainų skirtumas yra apie 10–15%. Tačiau ilgesnis IN601 tarnavimo laikas aukštesnėje temperatūroje dažnai sumažina bendras gyvavimo ciklo išlaidas, todėl nedidelė priemoka komerciškai pagrįsta.
Ar Inconel 600 arba 601 galima naudoti atmosferos mažinimui?	Nė vienas lydinys nerekomenduojamas stipriai redukuojančioje aplinkoje, kurioje yra sieros junginių, nes abu gali nukentėti nuo sulfidacijos. Redukuojant atmosferą be sieros (pvz., atkaitinant vandeniliu), abu lydiniai veikia tinkamai. Didesnis IN601 Cr užtikrina šiek tiek didesnį atsparumą karbiuracijai. Lydinys 800HT arba Haynes 214 gali būti tinkamesnis esant sunkioms redukavimo/karbonizavimo sąlygoms.
Kuris lydinys naudojamas krosnių spinduliavimo vamzdžiams?	Inconel 601 (ASTM B167, UNS N06601) yra dažniausiai naudojamas pramoninių krosnių spinduliavimo vamzdžių, veikiančių 900–1100 laipsnių, lydinys. Jo aliuminio oksidą formuojančios nuosėdos užtikrina ilgalaikį atsparumą oksidacijai ir sumažina nuosėdų kaupimąsi vamzdeliuose, kurie gali apriboti dujų srautą. Haynes 230 ir Alloy 800HT yra alternatyvios specifikacijos reikliausioms reikmėms.
Kokie ASTM standartai taikomi šiems lydiniams?	Inconel 600: ASTM B168 (plokštė / lakštas / juostelė), ASTM B167 (vamzdis / vamzdis), ASTM B166 (strypas / strypas / viela), ASTM B163 (kondensatoriaus / šilumokaičio vamzdis). Inconel 601: ASTM B168 (plokštė / lakštas / juostelė), ASTM B167 (vamzdis / vamzdis), ASTM B166 (strypas / strypas / viela), AMS 5715 (lapas / juostelė / plokštė aviacijai). Abu yra išvardyti ASME BPVC II skyriaus B dalyje kaip SB-168 ir SB-167.