N08810“镍基合金”耐腐蚀性

N08810镍基合金：成分、性能与工业应用

摘要

N08810（UNS N08810，商品名Incoloy® 800H/800HT）是一种奥氏体镍-铁-铬合金，具有优异的高温强度、抗氧化性和耐腐蚀性。本文系统分析了其化学成分、物理机械性能及典型工业应用，旨在为高温环境下的材料选型提供参考。

1. 化学成分

N08810合金的化学成分设计以镍（Ni）为基体，通过添加铬（Cr）、铁（Fe）等元素优化其高温稳定性（表1）。

元素

含量（wt%）

作用

Ni

30.0-35.0

基体，增强高温强度及延展性

Cr

19.0-23.0

抗氧化及耐腐蚀性

Fe

≥39.5

降低成本，稳定奥氏体结构

C

0.05-0.10

强化晶界，提升蠕变强度

Al+Ti

≤0.75

形成γ'相，增强高温性能

Si

≤1.0

改善铸造流动性

Mn

≤1.5

脱氧，抑制硫脆性

注：800HT（N08811）为高碳变种（C≥0.06%），专为长期高温服役设计。

2. 物理与机械性能

2.1 物理性能

密度：7.95 g/cm³

熔点：1350-1400℃

热膨胀系数（20-1000℃）：14.4×10⁻⁶/K

热导率（100℃）：11.1 W/(m·K)

2.2 室温机械性能

抗拉强度（Rm）：≥450 MPa

屈服强度（Rp0.2）：≥180 MPa

延伸率（A）：≥30%

2.3 高温性能

抗氧化性：可在1100℃以下长期使用，表面形成致密Cr₂O₃氧化膜。

蠕变强度（800℃, 1000h）：≥35 MPa（800HT通过碳含量优化提升至≥45 MPa）。

2.4 耐腐蚀性

在氧化性介质（如硝酸、硫酸）中表现优异；

抗渗碳、硫化及氯化物应力腐蚀开裂（Cl⁻浓度<50 ppm）；

适用于弱还原性环境（需避免强还原性酸）。

3. 典型工业应用

3.1 石化与化工设备

裂解炉管：乙烯裂解装置中耐受900-1100℃高温及渗碳环境。

重整炉部件：用于制氢装置，抵抗H₂S和CO腐蚀。

3.2 热处理工业

辐射管与马弗罐：在渗碳、退火炉中稳定服役寿命达10年以上。

高温夹具：支撑件在连续热处理中减少变形。

3.3 能源领域

核电蒸汽发生器管道：耐高温高压水蒸气腐蚀（需配合Incoloy 690使用）。

垃圾焚烧炉部件：抵抗含Cl⁻、SOₓ烟气腐蚀。

3.4 其他应用

高温换热器、燃气轮机燃烧室衬套、氨合成反应器。

4. 加工与焊接

热加工：推荐加热至1150-1200℃锻造，终锻温度≥900℃。

冷加工：需中间退火（1050-1150℃）以消除加工硬化。

焊接：优先选用ERNiCr-3焊丝，控制层间温度≤150℃。

5. 对比与选型建议

vs. 304不锈钢：N08810高温强度提高3倍，适用温度上限提升300℃。

vs. Inconel 600：成本降低20%，但耐还原性酸能力稍弱。

6. 结语

N08810合金凭借其平衡的化学成分与稳定的高温性能，成为石化、能源等领域高温部件的优选材料。未来可通过纳米析出相调控进一步提升其极限服役温度。

参考文献

ASTM B409-14, Standard Specification for Nickel-Iron-Chromium Alloy Plate, Sheet, and Strip.

Special Metals Corporation. (2020). INCOLOY® Alloys 800H/800HT Technical Data.

《高温合金手册》（第三版），中国标准出版社，2018.

关键词：N08810；镍基合金；高温强度；抗氧化性；工业炉管