Nikelio lydinių ir nerūdijančio plieno šilumos laidumas: šilumos perdavimo pasekmės

Tinkamo lydinio pasirinkimas šilumos{0}}perdavimo įrangai yra sprendimas, pagal kurį šiluminis efektyvumas suderinamas su atsparumu korozijai, mechaniniu stiprumu ir kaina. Dvi medžiagų grupės dominuoja didelio našumo{2}}pramoninėse programose:nikelio lydiniaiirnerūdijančio plieno. Abu yra žinomi dėl savo patvarumo ir atsparumo korozijai, tačiau jie elgiasi labai skirtingai, kai šilumą reikia perkelti, paskirstyti ar sulaikyti. Šiame vadove nagrinėjamos jų šilumos laidumo vertės, metalurginės priežastys, lemiančios šias vertes, šilumos-perdavimo įtaka realios-pasaulio įrangai ir inžineriniai kompromisai,{4}}kurie turėtų vadovautis pasirenkant medžiagas.

Toliau pateiktoje lentelėje apibendrinamos tipinės šilumos laidumo vertės esant maždaug 20-25 laipsnių (68-77 laipsnių F). Reikšmės yra tipiniai diapazonai, sudaryti iš ASM International vadovų ir gamintojo duomenų lapų; tikslūs skaičiai skiriasi priklausomai nuo terminio apdorojimo būklės, šalto darbo lygio ir matavimo standarto.

Pagrindinis dalykas: komerciniu požiūriu grynas nikelis praleidžia šilumą daug geriau nei bet kuris nerūdijantis plienas, tačiau legiruotas su chromu, molibdenu, geležimi ir niobiu -, kaip Inconel ir Hastelloy - klasių nikelio lydinių šilumos laidumo lygis sumažėja iki austenitinio nerūdijančio plieno arba žemiau jo.

Kas yra šilumos laidumas?

Šilumos laidumas yra medžiagos savybė, nurodanti, kaip efektyviai medžiaga per save perduoda šilumos energiją; renkantis metalą, jis nustato, ar komponentas greitai paskirstys šilumą, izoliuos nuo šilumos nuostolių, ar sukurs žalingus šiluminius gradientus.

Matuojamas vatais vienam metrui -kelvinais (W/m·K), šilumos laidumas (λ) apibūdina greitį, kuriuo šiluma teka per medžiagos storio vienetą esant tam tikram temperatūros skirtumui. Didesnė vertė reiškia, kad šiluma juda greitai ir tolygiai; mažesnė vertė reiškia, kad medžiaga priešinasi šilumos srautui ir linkusi sulaikyti arba blokuoti šilumą. Inžinieriams, nurodantiems metalus šilumokaičiuose, krosnies komponentuose, reaktoriaus induose ar vamzdynų sistemose, šis vienas skaičius turi įtakos paviršiaus temperatūrai, šiluminio -įtempimo vystymuisi, šildymo ir vėsinimo ciklų laikui ir bendram proceso energijos efektyvumui.

Tokie metalai kaip varis (~400 W/m·K) ir aliuminis (~200 W/m·K) yra puikūs laidininkai; anglinis plienas (~50–60 W/m·K) yra vidutinio sunkumo; ir austenitinis nerūdijantis plienas, ir dauguma nikelio lydinių patenka į žemą diapazoną – maždaug 9–25 W/m·K. Kai šilumos laidumas žemas, projektuotojai turi kompensuoti padidindami paviršiaus plotą, padidindami srauto turbulenciją, pailgindami ciklo laiką arba sutikdami su aukštesnėmis sienų temperatūromis -, kurios turi įtakos sąnaudoms arba našumui.

Kaip nikelio lydinių šilumos laidumo vertės palyginamos su nerūdijančio plieno?

Apskritai legiruoto nikelio rūšių (Inconel, Hastelloy, Incoloy) šilumos laidumo vertės yra lygios arba mažesnės nei austenitinio nerūdijančio plieno (304/316), o komerciniu požiūriu grynas nikelis (Nickel 200) praleidžia šilumą nuo trijų iki keturių kartų geriau nei bet kuris nerūdijantis plienas.

Palyginimas labai priklauso nuo to, kurie konkretūs lydiniai dedami vienas šalia kito. Austenitiniai nerūdijantys plienai, tokie kaip 304 ir 316, susikaupia maždaug 15–16 W/m·K. Feritinės klasės, tokios kaip 430, yra žymiai didesnės, kai yra maždaug 26 W/m·K, nes jų paprastesnė kristalų struktūra ir mažesnis legiravimo kiekis mažiau išsklaido elektronus. Kalbant apie nikelį, komerciškai grynas Nickel 200 išsiskiria maždaug 70–90 W/m·K - verte, kuri konkuruoja su angliniu plienu. Tačiau tuo momentu, kai į nikelį pridedama chromo, molibdeno, geležies, niobio ar kobalto, šilumos laidumas smarkiai sumažėja. Inconel 600 (~15 W/m·K) iš esmės prilygsta 304 nerūdijančiam.

Inconel 625 ir Hastelloy C-276 sumažėja iki maždaug 9–10 W/m·K, o tai yra vienas žemiausių iš visų konstrukcinių metalų. „Monel 400“ (nikelio -vario lydinys) yra maždaug 22 W/m·K. Praktinė pasekmė yra ta, kad apibendrinimai apie „nikelio lydinius“ gali būti klaidinantys: grynas nikelis yra puikus šilumos laidininkas, tačiau didelio našumo nikelio lydiniai, dažniausiai nurodyti agresyviam naudojimui, yra prastesni laidininkai nei standartinis nerūdijantis plienas.

Kurie nikelio lydiniai turi didžiausią ir mažiausią šilumos laidumą?

Nikelis 200/201 pasižymi didžiausiu šilumos laidumu (~70–90 W/m·K) tarp nikelio -pagrįstų medžiagų, o stipriai legiruotos rūšys, tokios kaip Hastelloy C-276 ir Inconel 625, yra apačioje (~9–10 W/m·K).

Toliau pateiktame reitinge parodyta, kaip kiekvienas papildomas legiravimo elementas mažina šilumos laidumą, sutrikdydamas tvarkingą elektronų (pagrindinių metalų šilumos nešėjų) srautą per nikelio gardelę:

Nikelis 200/201 (komerciškai grynas Ni): ~70–90 W/m·K - didžiausias, nes beveik gryna paviršinė-centruota-kubinė gardelė pasižymi minimaliu elektronų-sklaidos pasipriešinimu.

Monel 400 (Ni-Cu): ~22 W/m·K - vario pakeitimas pradeda trikdyti elektronų srautą, bet išlaiko laidumą viršijantį nerūdijančio plieno lygį.

„Incoloy“ 800/800H (Ni-Fe-Cr): ~12–14 W/m·K - didelis geležies ir chromo kiekis lemia žemesnę nei austenitinio nerūdijančio plieno vertę.

Inconel 600 (Ni-Cr-Fe): ~15 W/m·K - apytiksliai lygus 304 nerūdijančio plieno; chromo ir geležies priedai kompensuoja būdingą nikelio laidumą.

Inconel 718 (Ni-Cr-Fe-Nb-Mo): ~11,4 W/m·K - niobio ir molibdeno nusodinimo-kietėjimo elementai dar labiau trukdo elektronų pernešimui.

Inconel 625 (Ni-Cr-Mo-Nb): ~9,8 W/m·K - dėl didelio molibdeno ir niobio kiekio jis yra vienas iš karščiui atspariausių struktūrinių lydinių.

Hastelloy C-276 (Ni-Mo-Cr-Fe-W): ~9,4 W/m·K - volframo ir molibdeno kiekis sukuria mažiausią laidumą įprastoje nikelio lydinio paslaugoje.

Todėl dizaineriai terminą „nikelio lydinys“ turėtų traktuoti kaip plačią šeimą, o ne kaip vieną medžiagą. Jei šilumos perdavimas yra pagrindinis veiksnys, geriau naudoti Nickel 200 arba Monel 400. Jei atsparumas korozijai esant ekstremalioms temperatūroms yra prioritetas ir žemas laidumas gali būti toleruojamas, logiškas pasirinkimas tampa Inconel 625 arba Hastelloy C-276.

Kaip nerūdijančio plieno šilumos laidumas skiriasi priklausomai nuo klasės?

Nerūdijančio plieno šilumos laidumas svyruoja nuo maždaug 15 W/m·K austenitinėms klasėms (304, 316) iki maždaug 26–30 W/m·K feritinės ir martensitinės klasės (430, 410), skirtumą lemia kristalų struktūra ir lydinio kiekis.

Nerūdijantis plienas skirstomas į šeimas pagal jų metalurginę struktūrą ir kiekviena šeima praleidžia šilumą skirtingai:

Austenitinės klasės -, plačiausiai apibūdintas nerūdijantis plienas, atsparus korozijai ir formuojantis -, taip pat yra prasčiausi šilumos laidininkai. Jų kubinė -centruota-kubinė struktūra kartu su dideliu nikelio ir chromo kiekiu efektyviai išsklaido laidumo elektronus. Feritinės klasės, kurių paprastesnė korpuso -centrinė-kubinė struktūra ir mažesnis lydinio kiekis, šilumą praleidžia maždaug 60 % geriau. Tai paaiškina, kodėl 430 nerūdijančio plieno kartais teikiama pirmenybė nei 304, kai reikalingas vidutinis atsparumas korozijai ir geresnis šilumos perdavimas.

Kokie pagrindiniai veiksniai turi įtakos šių metalų šilumos laidumui?

Nikelio lydinių ir nerūdijančio plieno šilumos laidumą pirmiausia lemia lydinio sudėtis, kristalų struktūra, šaltasis -apdirbimas ir temperatūra -, o lydinio kiekis yra vienintelis stipriausias veiksnys.

Dominuoja keturi mechanizmai:

Legiravimo turinys: Kiekvienas chromo, molibdeno, geležies, vario, niobio, volframo ar kobalto atomas, ištirpęs nikelio arba geležies gardelėje, veikia kaip laidumo elektronų sklaidos centras. Kuo daugiau svetimų atomų ir kuo didesnis atomo dydžio neatitikimas, tuo mažesnis laidumas. Štai kodėl Hastelloy C-276 (stipriai legiruotas su Mo, Cr, W) praleidžia šilumą daug mažiau efektyviai nei grynas nikelis 200.

Kristalų struktūra: į paviršių nukreiptos-kubinės (FCC) struktūros -, esančios austenitiniame nerūdijančiame pliene ir daugumoje nikelio lydinių -, paprastai praleidžia šilumą mažiau efektyviai nei korpuso-centruotos-kubinės (BCC) struktūros. Iš dalies dėl šios priežasties feritinis nerūdijantis plienas (BCC) pranoksta austenitinę rūšį (FCC).

Šaltas darbas ir dislokacijos: dėl mechaninės deformacijos atsiranda išnirimų ir gardelės deformacijos, kurios dar labiau trukdo elektronų srautui. Stipriai šaltai tempto vamzdžio ar šaltai valcuoto lakšto laidumas bus 5–10 % mažesnis nei atkaitinto to paties lydinio.

Temperatūra: tiek nikelio lydinių, tiek nerūdijančio plieno šilumos laidumas paprastai didėja didėjant temperatūrai. Ši tendencija stipriausia labai legiruotose klasėse: Inconel 625 laidumas maždaug padvigubėja nuo kambario temperatūros iki 600 laipsnių, o 304 nerūdijančio plieno tame pačiame diapazone pakyla kukliau nuo ~16 iki ~21 W/m·K.

Fazių ir nuosėdų pasiskirstymas: sukietintuose lydiniuose, pvz., Inconel 718 arba 17-4 PH nerūdijančio plieno, smulkios gama-pirminės arba gama-dvigubos-pirminės nuosėdos, kurios suteikia stiprumo ir tirpalo sklaidos elektronų, kurių laidumas yra mažesnis, atžvilgiu.

Suprasdami šiuos veiksnius, inžinieriai gali numatyti, kaip medžiaga elgsis po pagaminimo ir eksploatacijos, o ne tik-pristatoma atkaitinta.

Kaip temperatūra veikia nikelio lydinių ir nerūdijančio plieno šilumos laidumą?

Abiejų šeimų šilumos laidumas didėja kylant temperatūrai, tačiau nikelio lydinių -, ypač labai legiruotų rūšių -, kilimas yra staigesnis, todėl esant aukštesnei eksploatavimo temperatūrai tarpas iš dalies uždaromas nerūdijančiu plienu.

Šilumos laidumo{0}}priklausomybė nuo temperatūros yra svarbus ir dažnai nepastebimas veiksnys. Kriogeninėje temperatūroje šių lydinių laidumas dar labiau krenta, todėl jie yra veiksmingi šilumos izoliatoriai kriogeniniuose vamzdynuose. Kylant temperatūrai, gardelės virpesiai (fononai) ir elektronų populiacijos keičiasi taip, kad paprastai pagerėja šilumos pernešimas. Žemiau esančioje lentelėje parodytos tipinės vertės visame veikimo diapazone:

Atkreipkite dėmesį, kad Inconel 625 beveik dvigubai padidina savo laidumą nuo 20 laipsnių iki 600 laipsnių, o 304 nerūdijančio plieno - maždaug 32%. Krosnies ir aukštos{6}}temperatūrinės technologinės įrangos projektuotojai turėtų naudoti temperatūros-pataisytas laidumo vertes, o ne kambario-temperatūros duomenis, paprastai nurodytus duomenų lapuose, nes naudojant žemą kambario-temperatūros vertę 600 laipsnių projektavimo taške galima gerokai viršyti{11}}sienos temperatūrą ir šiluminį įtampą.

Kokios šilumos perdavimo pasekmės kyla dėl žemo nikelio lydinių ir nerūdijančio plieno šilumos laidumo?

Dėl žemo šilumos laidumo susidaro staigesni temperatūros gradientai dėl sienelės storio, lėtesnis šildymo ir vėsinimo atsakas, aukštesnė paviršiaus temperatūra-šilumos šaltinio pusėje, padidėja šiluminis įtempis ir sumažėja bendras šilumos{1}}šilumokaičio efektyvumas - – visa tai turi būti sukurta atsižvelgiant į tai, o ne ignoruojama.

Kai metalinė siena prastai praleidžia šilumą, atsiranda keletas išmatuojamų pasekmių:

Didesni temperatūrų gradientai per{0}}sieną: esant tam tikram šilumos srautui, mažo-laidumo siena padidina temperatūros kritimą nuo karšto paviršiaus iki šalto paviršiaus. Hastelloy C-276 šilumokaičio

Sumažintas šilumokaičio{0}}efektyvumas: sienelės varža (1/k storio vienetui) tampa didesne visos šiluminės varžos dalimi, kai laidumas yra mažas. Dizaineriai kompensuoja padidėjusį paviršiaus plotą (daugiau vamzdžių, ilgesnių vamzdžių, briaunų), didesniu srauto greičiu, kad padidintų konvekcijos koeficientus, arba plonesnėmis sienomis -, dėl kurių kiekviena padidina išlaidas arba padidina mechaninę riziką.

Padidėjęs šiluminis įtempis: Statesni nuolydžiai reiškia didesnį skirtumą sienoje ir tarp sujungtų komponentų. Storasieniuose slėginiuose induose, pagamintuose iš austenitinio nerūdijančio plieno arba nikelio lydinių, tai gali sukelti didelį terminį -nuovargio ciklą, ypač paleidimo{3}}įjungimo ir išjungimo metu.

Lėtesnis pereinamasis atsakas: įrangai, pagamintai iš mažo{0}}laidumo lydinių, pasikeitus proceso sąlygoms užtrunka ilgiau, kad pasiektų pastovią -būsenos temperatūrą. Tai svarbu periodiniuose reaktoriuose, pertraukiamose krosnyse ir cikliniuose aptarnavimuose, kur terminis atsilikimas turi įtakos proceso valdymui ir pralaidumui.

Karštųjų- dėmių susidarymas: vietinis šilumos įvedimas (suvirinimas, liepsnos smūgis, koncentruota spinduliuotė) mažiau išsklaido mažo-laidumo metaluose, todėl padidėja vietinio perkaitimo, oksidų susidarymo arba metalurginio skilimo pavojus.

Šie efektai nėra vien akademiniai. Įprastam korpuso-ir Tam pačiam šilumokaičiui Inconel 625 gali prireikti dar daugiau. Inžinieriai, kurie tai atsižvelgia projektavimo etape, vengia brangiai kainuojančio nepakankamo darbo šioje srityje.

Kada reikėtų rinktis nikelio lydinius, o ne nerūdijantį plieną šilumos perdavimo reikmėms?

Nikelio lydiniai yra teisingas pasirinkimas, kai aptarnavimo aplinka reikalauja atsparumo korozijai ar oksidacijai, aukšto -temperatūrinio stiprumo arba metalurginio stabilumo, kurio nerūdijantis plienas negali užtikrinti -, pripažįstant, kad dauguma nikelio lydinių šilumą praleidžia mažiau efektyviai nei nerūdijantys lydiniai.

Sprendimą naudoti nikelio lydinį, o ne nerūdijantį plieną, turėtų lemti sąlygos, kurių nerūdijantis plienas negali išgyventi, o ne šilumos laidumas. Konkretūs scenarijai apima:

Chloro-turinčios, rūgštinės arba redukuojančios aplinkos: Hastelloy C-276 ir Inconel 625 atsparios duobėms, plyšių korozijai ir įtempių korozijos įtrūkimams šlapiame chlore, sieros rūgštyje ir jūros vandenyje, kur 316 nerūdijančio plieno medžiaga suges. Mažesnis laidumas pripažįstamas kaip būtinas reikalas, norint pasiekti daug ilgesnį tarnavimo laiką.

Temperatūra virš ~800 laipsnių (1472 laipsnių F): Inconel 600/625/718 išlaiko valkšnumo stiprumą ir atsparumą oksidacijai, kai nerūdijantis plienas pleiskanoja, deformuojasi arba praranda apkrovą. Krosnių mufeliai, spinduliavimo vamzdžiai ir{7}}dujų turbinų degimo kamerų įdėklai yra klasikiniai „Inconel“ pritaikymai.

Įtempių-korozijos įtrūkimų rizika: esant aukštai temperatūrai, austenitinis nerūdijantis plienas yra pažeidžiamas chlorido SCC. Nikelio lydiniai, kuriuose yra daugiau nikelio, iš esmės yra atsparūs, todėl jie yra saugesnis ilgalaikis pasirinkimas slėgio-ribiniams komponentams.

Kriogeninis atsparumas: Nikelis 200 ir kai kurios austenitinės rūšys išlaiko lankstumą kriogeninėje temperatūroje, tačiau kai taip pat yra korozija nuo skystų ar dujinių cheminių medžiagų, nikelio lydiniai gali būti vienintelis tinkamas pasirinkimas.

Kai ilgas tarnavimo laikas pateisina didesnes išlaidas: nikelio lydinių kilogramas kainuoja žymiai daugiau nei nerūdijančio plieno, tačiau atliekant kritinę, sunkiai pasiekiamą-prieigą ar gedimą-pailgintas priežiūros intervalas ir išvengta prastovų dažnai pateisina priemoką, nepaisant terminės baudos.

Trumpai tariant, nikelio lydinius rinkitės tada, kai aplinka kenkia nerūdijančiam plienui. Šiluminio-laidumo nuobauda yra reali, bet dažniausiai antraeilis veiksnys, palyginti su ankstyvos korozijos ar mechaninio gedimo rizika.

Kada nerūdijantis plienas yra geresnis šilumos valdymo pasirinkimas?

Nerūdijantis plienas yra tinkamesnis, kai pakanka vidutinio atsparumo korozijai, kai darbinė temperatūra neviršija metalurginių ribų (paprastai žemesnė nei 425 laipsniai 304/316 nuolatiniam naudojimui) ir kai geresnis šilumos laidumas, mažesnės sąnaudos ir lengvesnė gamyba nusveria nikelio -lydinio- lygio našumo poreikį.

Didelę dalį pramoninės šilumos{0}}perdavimo įrangos - maisto ir gėrimų perdirbimo, farmacinių švarių-garų sistemų, pieno produktų ir alaus daryklų pasterizatorių, komunalinio vandens šildymo ir daugelio cheminių apvalkalų-ir -vamzdžių keitiklių - austenitinis nerūdijantis plienas užtikrina puikų balansą:

Geresnis šilumos laidumas nei daugumos nikelio lydinių: 304 ir 316 nerūdijančio plieno, esant ~16 W/m·K, pranašesni už Inconel 625, Hastelloy C-276 ir Incoloy 825, todėl sumažėja šilumos perdavimo paviršiaus plotas, reikalingas tam tikrai veiklai.

Mažesnės medžiagos sąnaudos: nerūdijantis plienas paprastai yra nuo -trečdalio iki-penktadalio nikelio lydinių kainos vieneto svorio, o dėl jo formavimo (suvirinimo, lenkimo, giluminio tempimo) sumažėja ir gamybos sąnaudos.

Tinkamas atsparumas korozijai daugeliui paslaugų: švaraus -vandens, maisto-, farmacijos ir šiek tiek ėsdinančios cheminės medžiagos paslaugos 316L nerūdijančio plieno užtikrina patikimą veikimą dešimtmečius be aukščiausios nikelio lydinių kainos.

Feritinės klasės geresniam šilumos perdavimui: kur atsparumo korozijai reikalavimai yra kuklūs (automobilių išmetamosios dujos, buitinių prietaisų įdėklai, saulės -vandens-sugeriamosios plokštės), 430 nerūdijančio plieno, esant ~26 W/m·K, šilumos laidumas yra panašus į anglinio plieno, tačiau išlaiko daug geresnį atsparumą oksidacijai.

Sukurti kodai ir gamybos infrastruktūra: nerūdijančio plieno gamyba remiama plačiais ASME, EN ir ASTM projektavimo duomenimis, plačiai prieinamomis suvirinimo medžiagomis ir brandžia pasauline gamybos tiekimo grandine, todėl sutrumpėja pristatymo laikas ir techninė rizika.

Svarbiausia yra sąžiningai įvertinti paslaugų aplinką. Jei 316L atlaikys korozijos, temperatūros ir įtempių sąlygas visą projektinį eksploatavimo laiką, retai yra techninių priežasčių atnaujinti į nikelio lydinį -, o tai paaukoti šilumines charakteristikas ir didinti sąnaudas.

Kaip subalansuoti šilumos laidumą su atsparumu korozijai, stiprumu ir kaina?

Optimalus lydinio pasirinkimas proporcingai subalansuoja keturis veiksnius - šilumos laidumą, atsparumą korozijai, mechaninį stiprumą ir bendrą kainą -, atsižvelgiant į konkrečius taikymo reikalavimus, pripažįstant, kad patobulinus vieną veiksnį dažnai pablogėja kitas ir kad nė vienas lydinys nepadidina visų keturių.

Medžiagų pasirinkimas šilumos{0}}perdavimo įrangai yra kelių-kintamųjų optimizavimas. Ši sistema padeda inžinieriams sistemingai pasverti-kompromisus:

Pamoka nesudėtinga: pirmiausia apibrėžkite reikliausias aptarnavimo sąlygas (temperatūra, ėsdinančios rūšys, įtempis, reguliavimo reikalavimai), pasirinkite tą sąlygą atitinkančią lydinių šeimą, tada optimizuokite laidumą ir sąnaudas šeimoje. Pradedant vien nuo šilumos laidumo kyla pavojus, kad bus pasirinkta medžiaga, kuri nesugeba eksploatuoti; saugesnis kelias yra pradėti nuo korozijos ir stiprumo, o vėliau sumažinti šiluminę žalą.

Dažnai užduodami klausimai

Taip - komerciškai grynas nikelis (Nickel 200) praleidžia šilumą maždaug 70–90 W/m·K, o tai yra maždaug keturis–penkis kartus geriau nei austenitinis nerūdijantis plienas (304/316 esant ~16 W/m·K). Tačiau dažniausiai nurodytų nikelio lydinių - Inconel 625, Hastelloy C-276 ir Incoloy 825 - laidumo vertės yra 9–13 W/m·K, kurios iš tikrųjų yra mažesnės nei austenitinio nerūdijančio plieno.

Koks yra Inconel 625 šilumos laidumas?

Inconel 625 šilumos laidumas kambario temperatūroje (20 laipsnių) yra maždaug 9,8 W/m·K. Ši vertė didėja didėjant temperatūrai ir pasiekia apie 13 W/m·K esant 200 laipsnių, 16 W/m·K prie 400 laipsnių ir maždaug 19 W/m·K esant 600 laipsnių. Padidėjimas atsiranda dėl padidėjusio elektronų pernešimo ir fononų indėlio aukštesnėje temperatūroje.

Koks yra 316 nerūdijančio plieno šilumos laidumas?

316 tipo nerūdijančio plieno šilumos laidumas kambario temperatūroje yra maždaug 16,3 W/m·K. Jis pakyla iki maždaug 17,8 W/m·K esant 200 laipsnių, 19,8 W/m·K esant 400 laipsnių ir maždaug 21,5 W/m·K esant 600 laipsnių. Mažai{10}}anglies išskiriantis 316L variantas yra šiek tiek mažesnis – maždaug 15,0 W/m·K kambario temperatūroje.

Kodėl nikelio lydinių šilumos laidumas yra mažesnis nei gryno nikelio?

Legiravimo elementai, tokie kaip chromas, molibdenas, geležis, niobis ir volframas, ištirpinami nikelio gardelėse ir veikia kaip laidumo elektronų, pernešančių šilumą, sklaidos centrai. Kuo didesnis legiruotojo kiekis ir kuo didesnis tirpiosios medžiagos ir tirpiklio atomų atominio dydžio neatitikimas, tuo daugiau vyksta elektronų sklaida ir mažesnis šilumos laidumas. Štai kodėl Hastelloy C-276, turintis didelį molibdeno ir volframo kiekį, turi vieną mažiausių verčių (~9,4 W/m·K) tarp konstrukcinių metalų.

Ar mažas šilumos laidumas turi įtakos šilumokaičio konstrukcijai?

Taip, reikšmingai. Mažo-laidumo sienų medžiagos padidina bendrą šilumokaičio šiluminę varžą, todėl projektuotojai turi kompensuoti didesnį paviršiaus plotą (daugiau ar ilgesnius vamzdžius), didesniu srauto greičiu, kad padidintų konvekcinio šilumos perdavimo koeficientus, plonesnėmis sienomis (neviršijant slėgio-kodo ribų) arba mažesnei šiluminei galiai. 316 nerūdijančio plieno šilumokaičiui gali prireikti 25–40 % didesnio paviršiaus ploto nei anglinio -plieno blokui, kad būtų galima atlikti tą pačią funkciją; Inconel 625 įrenginiui gali prireikti dar daugiau.

Kuris yra geresnis šilumos perdavimui aukštoje{0}}temperatūroje: „Inconel“ ar nerūdijantis plienas?

Nepertraukiamai eksploatuojant aukštesnėje nei maždaug 800 laipsnių (1472 laipsnių F) temperatūroje, „Inconel“ klasės (600, 625, 718) yra pranašesnės, nes išlaiko valkšnumo stiprumą ir atsparumą oksidacijai, kai austenitinis nerūdijantis plienas pleiskanoja, deformuojasi ir praranda apkrovą{5}}. Nors Inconel kambario temperatūros laidumas{7} yra mažesnis, jis smarkiai pakyla didėjant temperatūrai, o lydinio gebėjimas išgyventi aplinką daro jį teisingu inžineriniu pasirinkimu, nepaisant šiluminės baudos.