Breve introduzione della lega Incoloy

Incoloy è un marchio registrato e la lega per cui viene più spesso utilizzato è una chimica che ha assunto quattro nomi. Una breve introduzione che elenca tre di quei nomi come tre tipi di lega ha descritto un sistema di archiviazione e lo ha definito una famiglia di materiali.

La distinzione ha un risvolto pratico. Il ramo 800 del marchio viene acquistato in base a tre numeri UNS, e i numeri differiscono per carbonio, per alluminio più titanio, per dimensione del grano e per la temperatura alla quale il materiale viene ricotto. Due di queste differenze sono invisibili in un rapporto di analisi chimica e una di esse non compare in alcun certificato a meno che l'ordine di acquisto non lo richieda.

Esiste anche un numero che circola ampiamente e merita una spiegazione. La lega 800 è spesso descritta come utilizzabile fino a circa 593 °C. Questa cifra è reale e appartiene a una condizione che ha smesso di essere venduta con quel nome negli anni '60. Recuperarla è il modo più rapido per capire perché la famiglia 800 appare più complicata di quanto non sia.

L'editore del marchio mantiene un indice di bollettini tecnici per la famiglia, e quell'indice elenca sedici documenti, che vanno dalla serie 800 ai gradi di corrosione, una serie a bassa espansione e un grado legato meccanicamente. Una pagina che divide la famiglia in tre tipi ha descritto uno dei suoi rami.

Leggere quella tabella come un menu è la mossa sbagliata. Ogni riga risponde a una diversa modalità di guasto, e la modalità di guasto decide il ramo prima che venga scelto il grado. L'ossidazione sopra i 900 °C indica la linea 800 o 803. L'acido solforico indica 825 o 020. La vaiolatura da cloruri a temperatura ambiente indica 27-7MO o 945X. Un assemblaggio a gioco controllato a temperatura criogenica indica 903, 907 o 909. Una singola richiesta che chiede Incoloy senza nominare il guasto ha chiesto un marchio.

La lega 800 è entrata nel Codice ASME per caldaie e recipienti a pressione nel 1963, sotto il Codice Caso 1325. Il caso non elencava un materiale. Elencava due gradi, distinti dalla temperatura alla quale il materiale veniva ricotto, e pubblicava un set separato di tensioni di progetto per ciascuno.

Il Grado 1 veniva ricotto a circa 1.800 °F (980 °C). Il Grado 2 veniva ricotto a circa 2.100 °F (1.150 °C). Il caso elencava le tensioni di progetto per il Grado 1 fino a 1.100 °F (593 °C) e per il Grado 2 fino a 1.500 °F (816 °C). Queste due cifre sono l'origine di quasi tutte le affermazioni di temperatura sulla famiglia 800, comprese quelle che ora sono associate al nome sbagliato.

La ridenominazione è documentata nel bollettino della lega ed è avvenuta in un unico passaggio. Quando è stato emesso il Codice Caso 1325-7 per il materiale ad alto contenuto di carbonio, il termine 800H è entrato nell'uso comune, il Grado 2 non aveva più bisogno di essere menzionato perché 800H lo aveva sostituito, e il materiale che era stato chiamato Grado 1 è diventato, semplicemente, 800.

Quindi la cifra di 593 °C non è sopravvissuta come proprietà della famiglia. È sopravvissuta come tetto della ricottura a temperatura più bassa, e quella ricottura è ora il trattamento distintivo del semplice 800. Una scheda tecnica che applica 593 °C a 800H e 800HT ha preso il più vecchio dei due soffitti del codice e lo ha posto sui due gradi che esistono precisamente per superarlo. La contraddizione interna lo rivela: la stessa frase dice che i gradi superiori vengono scelti dove è richiesta maggiore resistenza allo scorrimento, e dà loro la stessa temperatura.

I nomi in circolazione non sono sinonimi, perché due di essi sono marchi registrati e uno di essi è una designazione del produttore. Questo è il motivo per cui una singola lega appare sotto quattro etichette, ed è il motivo per cui un ordine di acquisto che copia un'intestazione di catalogo può fallire nella fase di certificazione.

La conseguenza commerciale è semplice. Un laminatoio al di fuori del gruppo di marchi registrati può produrre la stessa chimica e non può chiamarla Incoloy o 800HT. Vende lo stesso materiale con il numero UNS, con una designazione nazionale o con un nome di casa come 800AT. Tutte queste vie portano alla stessa composizione, e nessuna di esse porta il pacchetto dati del titolare del marchio.

Per un acquirente, la regola pratica è che il numero UNS è l'unica etichetta che sopravvive a un cambio di fornitore. Il nome commerciale viaggia con una licenza. La designazione nazionale viaggia con un'edizione di standard. Quando un preventivo utilizza un nome di casa, la domanda da porre è quale numero UNS indicherà il certificato, e la risposta appartiene all'ordine prima che il lotto venga fuso.

Le differenze sono piccole in termini chimici e grandi in termini meccanici, e la ragione è che due di esse agiscono sullo stesso meccanismo. Il carbonio aumenta la resistenza allo scorrimento e alla rottura di questa lega, e il bollettino della lega registra che Special Metals fondeva con un intervallo di carbonio da 0,05 a 0,10 % per anni prima che il codice riconoscesse la pratica, perché quell'intervallo si trova nella parte superiore della specifica 800.

La dimensione del grano fa lo stesso lavoro per una via diversa. Un grano grossolano riduce la quantità di bordo del grano disponibile per lo scorrimento a temperatura, motivo per cui 800H è definito da un intervallo di carbonio e da una dimensione media del grano di ASTM 5 o più grossa. Questo è il requisito più probabile che manchi dalla documentazione di un fornitore, perché la dimensione del grano è un risultato metallografico e non compare in un'analisi chimica.

L'alluminio e il titanio agiscono attraverso una terza via. Formano una fine dispersione che aumenta la resistenza allo scorrimento, e il grado 800HT contiene entrambi gli elementi in una banda più stretta e più alta rispetto a 800H: 0,25-0,60 % ciascuno, con la somma mantenuta tra 0,85 e 1,20 %, rispetto a una somma di 0,30-1,20 % per 800H. Un grado che soddisfa la somma ma la distribuisce in modo non uniforme non è lo stesso materiale, motivo per cui vengono specificati anche i minimi individuali.

Il trattamento termico completa il set. 800HT richiede una ricottura a 1.149 °C (2.100 °F) minimo, e questa cifra non è una preferenza di processo. È il trattamento che posiziona il carbonio e la struttura del grano dove le tensioni ammissibili li presumono.

La relazione tra i due gradi superiori è asimmetrica, e il bollettino la dichiara senza qualificazioni. La lega 800HT soddisfa tutti i requisiti per UNS N08811 e per UNS N08810, e può essere certificata per uno o per entrambi. Il materiale prodotto secondo UNS N08810 non può essere certificato come UNS N08811 a meno che non soddisfi i requisiti aggiuntivi per quella designazione.

Questa asimmetria vale la pena leggerla due volte, perché crea due modalità di guasto in un fascicolo d'acquisto. La prima è un acquirente che necessita di N08811 e accetta un certificato N08810 a doppia certificazione senza verificare rispetto a quale numero sono stati generati i risultati meccanici. La seconda è un acquirente che necessita di N08810 e paga per la capacità N08811 senza necessitare delle tensioni ammissibili più elevate.

Il motivo per cui 800HT può sopportare le tensioni più elevate è una questione di registro e non di marketing. Il bollettino spiega che il grado è stato introdotto perché Special Metals teneva l'alluminio e il titanio nella parte superiore dell'intervallo e otteneva proprietà di scorrimento e rottura superiori rispetto all'800H concorrente, e che il mantenimento di tali proprietà richiedeva una chimica ristretta all'interno dei limiti dell'800H insieme alla temperatura di ricottura più elevata. Le tensioni massime ammissibili per il grado sono pubblicate nel Codice Caso ASME 1987.

La cifra del nichel e l'affermazione sulla precipitazione necessitano di una forma più ristretta. Nessuna delle due è inventata, ed entrambe sono abbastanza vaghe da fuorviare una specifica.

Il contenuto di nichel del ramo 800 è una banda dal 30,0 al 35,0 %, e la resistenza alla criccabilità da tensocorrosione da cloruri che il bollettino attribuisce alla lega si basa su quel livello di nichel. Un preventivo che indica il 32 % ha indicato un punto all'interno della banda e non può essere ispezionato rispetto a un limite. La banda appartiene alla specifica, e il punto appartiene a una frase di marketing.

L'affermazione sulla precipitazione deve essere sostituita con le due finestre che il bollettino documenta effettivamente. I carburi di cromo precipitano nella lega tra 540 e 1.095 °C (1.000 e 2.000 °F). L'esposizione tra 540 e 760 °C (1.000 e 1.400 °F) può rendere la lega suscettibile alla corrosione intergranulare in determinati ambienti aggressivi, che è la sensibilizzazione che lo stesso bollettino confronta con altre leghe austenitiche.

Queste due finestre sono importanti per le applicazioni per cui viene acquistata la lega. Un'attrezzatura per trattamenti termici, un moffola di forno o una zona termicamente alterata di saldatura possono trovarsi all'interno di 540-760 °C abbastanza a lungo da far cambiare la chimica del bordo. La conseguenza non è una perdita di resistenza a temperatura. È una perdita di resistenza alla corrosione nella banda interessata, che appare più tardi e altrove.

Cinque elementi trasformano un nome di marca in un materiale, e la famiglia 800 mostra perché ognuno è necessario.

Il primo è il numero UNS. È l'unico identificatore che sopravvive a un cambio di fornitore, ed è l'identificatore che riporterà il certificato.

Il secondo è il caso del codice, perché le tensioni di progetto provengono da uno. Un recipiente progettato secondo le tensioni ammissibili del Codice Caso 1987 necessita di materiale certificato N08811, e il materiale certificato N08810 non supporterà il calcolo.

Il terzo è la dimensione del grano, per 800H e per 800HT. È un risultato metallografico, non compare in un'analisi chimica, e la definizione del grado dipende da esso. Un ordine di acquisto che lo omette può ricevere materiale a grana fine che soddisfa ogni elemento del rapporto chimico.

Il quarto è il trattamento termico, indicato come temperatura con un minimo. Per 800HT quella cifra è 1.149 °C, e un certificato che riporta una ricottura al di sotto di essa ha riportato una non conformità nella stessa riga che riporta la conformità.

Il quinto è il tipo di certificato. Un certificato EN 10204 3.1 riporta i risultati del lotto effettivo, e i requisiti del grado che vengono misurati e non analizzati devono essere elencati su di esso, motivo per cui la dimensione del grano e la temperatura di ricottura appartengono al piano di ispezione e non a un'e-mail di accompagnamento.

DLX fornisce il ramo 800 in barre, fili, nastri e tubi da Changzhou, Jiangsu, prodotto secondo il numero UNS indicato sull'ordine, con la dimensione del grano e la temperatura di ricottura riportate dove il grado dipende da esse. Un certificato EN 10204 3.1 è disponibile con il numero di lotto tracciabile ai risultati meccanici e metallografici.

Le stesse opere coprono il ramo di corrosione della famiglia, inclusi 825 e 020, dove le aggiunte di molibdeno e rame rispondono a una domanda diversa e il tetto di temperatura è fissato dalla stabilità di fase e non dallo scorrimento.

No. È un marchio registrato da Inco nel 1952 e ora detenuto da Special Metals, applicato a una famiglia che l'editore documenta in sedici bollettini tecnici. Il grado è il numero: N08800, N08810, N08811, N08825, e così via. Una richiesta che nomina solo il marchio ha nominato un brand.

Carbonio, dimensione del grano e banda di alluminio più titanio, insieme alla temperatura di ricottura. 800 consente un carbonio fino allo 0,10 % e non specifica una dimensione del grano. 800H mantiene il carbonio allo 0,05-0,10 % e richiede una dimensione del grano di ASTM 5 o più grossa. 800HT mantiene il requisito del grano, restringe alluminio e titanio a 0,25-0,60 % ciascuno con una somma di 0,85-1,20 %, e richiede una ricottura a 1.149 °C minimo.

Dal Codice Caso 1325, emesso nel 1963, che elencava le tensioni di progetto per il Grado 1 fino a 1.100 °F (593 °C) e per il Grado 2 fino a 1.500 °F (816 °C). Il Grado 1 era il materiale ricotto a circa 980 °C, ed è diventato il semplice 800 quando il Grado 2 è diventato 800H. La cifra è il tetto della ricottura a temperatura più bassa, non una proprietà della famiglia.

800HT soddisfa i requisiti sia di UNS N08811 che di UNS N08810 e può essere certificato per uno o per entrambi. Il materiale prodotto secondo N08810 non può essere certificato come N08811 a meno che non soddisfi i requisiti aggiuntivi di quella designazione. La direzione del certificato è a senso unico, e le tensioni ammissibili sono più elevate sul lato N08811.

È una designazione del produttore utilizzata nei cataloghi per il grado a chimica ristretta di alluminio e titanio, e la composizione dietro di essa è N08811. Il nome esiste in parte perché 800HT è un marchio registrato dell'originatore della lega, quindi un laminatoio al di fuori di quel gruppo necessita di un'altra etichetta per la stessa chimica. Chiedere quale numero UNS indicherà il certificato.

825 o 020, entrambi contenenti rame e molibdeno. Il ramo 800 viene acquistato per la resistenza all'ossidazione e alla carburazione a temperatura, e la sua resistenza alla corrosione è generale e non specifica per l'acido solforico. Il tetto di temperatura sui gradi di corrosione è fissato dalla stabilità di fase e non dallo scorrimento, ed è molto inferiore al tetto di scorrimento del ramo 800.

La famiglia 800 è una chimica che porta quattro nomi, e i nomi registrano una storia e non quattro materiali. Grado 1 e Grado 2 erano condizioni in un caso di codice del 1963, con soffitti di 593 °C e 816 °C. La condizione ad alto contenuto di carbonio è diventata 800H. La ricottura a temperatura più bassa è diventata il semplice 800. La variante a chimica ristretta è diventata 800HT, che è un marchio registrato, motivo per cui esiste un quarto nome per la stessa composizione al di fuori del gruppo di marchi registrati.

Ciò che separa i tre numeri UNS è piccolo in chimica e decisivo nel servizio: carbonio, dimensione del grano, banda di alluminio più titanio e temperatura di ricottura. Due di questi quattro sono assenti da un rapporto di analisi chimica, e uno di essi è assente da ogni certificato a meno che l'ordine non lo richieda. Un ordine di acquisto che nomina il marchio, il numero UNS, il caso del codice, la dimensione del grano e la temperatura di ricottura ha acquistato un materiale. Uno che nomina un nome commerciale ha acquistato una conversazione.

Special Metals, bollettino tecnico INCOLOY alloy 800, pubblicazione SMC-04600, 2004, per il Codice Caso 1325, le temperature di ricottura del Grado 1 e Grado 2 e i loro soffitti di tensione di progetto di 593 °C e 816 °C, l'affermazione di servizio a 816 °C, la chimica di N08800, e le finestre di carburo di cromo e sensibilizzazione.

Special Metals, bollettino tecnico INCOLOY alloys 800H e 800HT, per l'intervallo di carbonio da 0,05 a 0,10 %, la banda di alluminio più titanio da 0,85 a 1,20 % per N08811, il trattamento termico minimo di 1.149 °C, il requisito di dimensione del grano di ASTM 5 o più grossa, il Codice Caso 1987, e la certificazione a senso unico tra N08811 e N08810.

Special Metals, indice dei bollettini tecnici INCOLOY, per l'ampiezza della famiglia di marchi registrati e i numeri UNS elencati per ciascuna lega.

ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Codice Caso 1325 e la sua revisione 1325-7, per le tensioni di progetto originali e le tensioni più elevate concesse al materiale ad alto contenuto di carbonio.

ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Codice Caso 1987, ultima revisione, per le tensioni massime ammissibili di UNS N08811.

ASTM B409, specifica standard per piastre, lamiere e nastri in lega nichel-ferro-cromo, per la famiglia 800 in forma di prodotto piatto.

ASTM B408, specifica standard per barre e vergella in lega nichel-ferro-cromo, per la stessa famiglia in forma di prodotto lungo.

SAE e ASTM unified numbering system, per l'assegnazione di N08800, N08810 e N08811, e la designazione tedesca 1.4876 registrata nel bollettino della lega.

Le cifre citate qui sono i valori pubblicati dei documenti nominati, e non sono un certificato per un lotto consegnato. I casi di codice vengono rivisti, e la revisione nominata in un calcolo di progetto governa il materiale che quel calcolo accetta. La dimensione del grano e la temperatura di ricottura vengono riportate solo quando l'ordine di acquisto le richiede, e la loro assenza da un certificato non è prova che siano state soddisfatte. Dove un nome è un marchio registrato, il diritto di usarlo spetta al titolare e ai suoi licenziatari, e un numero UNS è l'identificatore che rimane valido tra i fornitori. Le specifiche di prodotto vengono riviste, e l'edizione nominata sull'ordine governa. Nulla qui è un sostituto di una liberatoria ingegneristica o dei test di qualificazione concordati tra acquirente e fornitore.