Was ist eine Legierung auf Nickelbasis Alloy 825?
Legierung 825(Handelsname Incoloy® 825, UNS N08825 / W.Nr. 2.4858) ist eine mit Titan stabilisierte, mischkristallverstärkte austenitische Nickel-Eisen-Chrom-Molybdän-Kupfer-Legierung. Es enthält hohe Gehalte an Nickel (38–46 %) und Chrom (19,5–23,5 %), ergänzt durch Zusätze von Molybdän, Kupfer und Titan.
Die Legierung ist bekannt für ihre hervorragende allgemeine Korrosionsbeständigkeit, ihre hervorragende Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion (SCC) und ihre günstigen mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen. Der hohe Nickelgehalt der Legierung sorgt für eine hervorragende Beständigkeit gegen chloridbedingte Spannungsrisskorrosion. Molybdän und Kupfer erhöhen die Korrosionsbeständigkeit in reduzierenden Säuren wie Schwefelsäure und Phosphorsäure deutlich, während Chrom für eine gute Oxidationsbeständigkeit sorgt. Durch die Bildung von stabilem Titankarbid (TiC) verhindern Titanzusätze wirksam die interkristalline Sensibilisierung beim Schweißen oder bei Einwirkung hoher Temperaturen und bewahren so die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion.
Es bietet zuverlässige Leistung in oxidierenden und reduzierenden Säuren, alkalischen Lösungen und chloridhaltigen Umgebungen. Alloy 825 behält seine guten mechanischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit von Raumtemperatur bis zu etwa 550 Grad bei und ist für den Druckbehälterbau bis zu 450 Grad zertifiziert.
Es wird häufig in der chemischen Verarbeitung, der Öl- und Gasindustrie, der Schiffstechnik, der Kernenergie und der Umweltschutzindustrie eingesetzt und ist ein idealer Werkstoff für aggressive korrosive Medien wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure und chloridhaltige Flüssigkeiten.
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Chemische Zusammensetzung der Legierung 825
Die chemische Zusammensetzung von Alloy 825 ist in der folgenden Tabelle aufgeführt (Gewichtsprozent). Durch die Zusammensetzung wird ein optimales Gleichgewicht der korrosionsbeständigen Eigenschaften erreicht.
| Element | Inhaltsbereich (Min.-Max., Gew.-%) | Hauptfunktion |
|---|---|---|
| Nickel (Ni) | 38.0‑46.0 | Basismatrixelement.Bietet eine hervorragende Beständigkeit gegen chloridbedingte Spannungsrisskorrosion und stabilisiert die austenitische Struktur. |
| Chrom (Cr) | 19.5‑23.5 | Wichtiges Legierungselement. Bildet einen dichten Cr₂O₃-Oxidfilm für eine gute Oxidationsbeständigkeit und Lochfraßkorrosionsbeständigkeit. |
| Eisen (Fe) | Saldo (normalerweise größer oder gleich 22,0) | Reduziert die Kosten, verbessert die Warmumformbarkeit und dient als Teil der Legierungsmatrix. |
| Molybdän (Mo) | 2.5‑3.5 | Korrosionsbeständiges Kernelement. Verbessert die Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion erheblich und verbessert die Korrosionsleistung in Umgebungen mit reduzierender Säure. |
| Kupfer (Cu) | 1.5‑3.0 | Kritisches korrosionsbeständiges Element. Verbessert insbesondere die Korrosionsbeständigkeit in reduzierenden Säuren wie Schwefelsäure und Phosphorsäure. |
| Titan (Ti) | 0.6‑1.2 | Stabilisierendes Element. Verbindet sich mit Kohlenstoff zu TiC und verhindert so interkristalline Korrosion, die durch Sensibilisierung beim Schweißen oder Hochtemperatureinwirkung verursacht wird. |
| Kohlenstoff (C) | Kleiner oder gleich 0,025–0,05 | Streng kontrolliert, um die Tendenz zur Karbidausfällung zu reduzieren und die interkristalline Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. |
| Mangan (Mn) | Kleiner oder gleich 1,0 | Desoxidationsmittel; verbessert die Warmverarbeitbarkeit. |
| Silizium (Si) | Kleiner oder gleich 0,5 | Desoxidationsmittel. |
| Aluminium (Al) | Kleiner oder gleich 0,2 | Desoxidationsmittel. |
| Kobalt (Co) | Kleiner oder gleich 1,0 | Verunreinigungselement. |
| Schwefel (S) | Kleiner oder gleich 0,015-0,03 | Schädliche Verunreinigung; streng kontrolliert. |
| Phosphor (P) | Kleiner oder gleich 0,02–0,03 | Schädliche Verunreinigung; streng kontrolliert. |
Physikalische Eigenschaften der Legierung 825
| Eigentum | Typischer Wert/Bereich | Einheit | Bemerkungen |
|---|---|---|---|
| Dichte | 8,10–8,25 (typisch 8,14) | g/cm³ | Bei Raumtemperatur |
| Schmelzbereich | 1370–1400 (typisch 1370–1400) | Grad | |
| Wärmeleitfähigkeit (20 Grad) | 10,8–12,4 (typisch 10,8–12,4) | W/(m·K) | |
| Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient (20–100 Grad) | 13.3‑14.1 | ×10⁻⁶/ Grad | |
| Spezifische Wärmekapazität (20 Grad) | 440 | J/(kg·K) | |
| Elektrischer Widerstand (20 Grad) | 1.12‑1.37 | μΩ·m | |
| Elastizitätsmodul (Raumtemperatur) | 195‑200 | GPa | |
| Schubmodul | 1.37 | GPa | |
| Poissonzahl | 0,3 (typisch) | - | Schätzwert |
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Mechanische Eigenschaften der Legierung 825
1. Mechanische Eigenschaften bei Raumtemperatur (lösungsgeglühter Zustand, typische Werte)
| Eigentum | Typischer Wertebereich (Minimum) | Einheit | Zustandshinweis |
|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit (Rm) | 550–825 (typischerweise größer oder gleich 550–586) | MPa | Lösungsgeglühter Zustand |
| 0,2 % Dehngrenze (Rp0,2) | 220–450 (typischerweise größer oder gleich 220–250) | MPa | Lösungsgeglühter Zustand |
| Dehnung (A) | 30–45 % (typischerweise größer oder gleich 30–35 %) | % | Lösungsgeglühter Zustand |
| Brinellhärte (HB) | Kleiner oder gleich 200 (typischerweise 160–200) | - | Lösungsgeglühter Zustand |
2. Mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen (Kurzzeit-Zugversuch, lösungsgeglühter Zustand)
Legierung 825 behält günstige mechanische Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen bis etwa 550 Grad.
| Temperatur (Grad) | Zugfestigkeit (MPa) | 0,2 % Dehngrenze (MPa) | Dehnung (%) |
|---|---|---|---|
| 21 | 550‑586 | 220‑250 | 30‑35 |
| 200 | ca.. 520 | ca.. 200 | ca.. 30 |
| 400 | ca.. 480 | ca.. 180 | ca.. 30 |
| 550 | ca.. 450 | ca.. 170 | ca.. 30 |
| 650 | Deutlicher Rückgang | Deutlicher Rückgang | Deutlicher Rückgang |
3.Bruch-/Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen
Alloy 825 verfügt über eine gute Kriechfestigkeit und behält ein stabiles Betriebsverhalten bei Temperaturen bis zu etwa 649 Grad (1200 Grad F) bei.
Wichtige Korrosionsbeständigkeits- und Hochtemperatureigenschaften von Alloy 825
Das hervorstechendste Merkmal von Alloy 825 ist seine hervorragende Leistung unter verschiedenen starken Korrosionsbedingungen.
| Leistungskategorie | Leistungsbeschreibung |
|---|---|
| Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion (SCC) | Exzellent. Ein hoher Nickelgehalt sorgt für eine extrem hohe Beständigkeit gegen chloridinduzierte Spannungsrisskorrosion und macht es zu einem idealen Material für Medien, die Chloridionen enthalten. |
| Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion | Exzellent. Die synergistische Wirkung von Molybdän und Chrom sorgt für eine hervorragende Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion, insbesondere in chloridhaltigen Umgebungen. |
| Beständigkeit gegen reduzierende Säuren | Exzellent. Die Kombination aus Nickel, Molybdän und Kupfer sorgt für eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegenüber reduzierenden Säuren wie Schwefelsäure und Phosphorsäure. |
| Beständigkeit gegen oxidierende Säuren | Gut. Der hohe Chromgehalt ermöglicht eine Beständigkeit gegenüber oxidierenden Medien wie Salpetersäure, Nitraten und oxidierenden Salzen. |
| Beständigkeit gegenüber alkalischen Medien | Gut. Bietet eine günstige Korrosionsbeständigkeit gegenüber alkalischen Lösungen wie Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid. |
| Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen | Gut. Geeignet für den kurzfristigen Einsatz in oxidierenden Atmosphären bis zu 815 Grad (1500 Grad F). Die empfohlene Langzeitbetriebstemperatur beträgt 550 Grad. |
| Interkristalline Korrosionsbeständigkeit | Gut. Der niedrige Kohlenstoffgehalt und die Titanstabilisierung minimieren die Sensibilisierung nach dem Schweißen oder der Einwirkung hoher Temperaturen, was zu einer zuverlässigen interkristallinen Korrosionsbeständigkeit führt. |
Schweißen und Wärmebehandlung der Legierung 825
Wärmebehandlung
- Zweck: Karbide auflösen, ein homogenes austenitisches Gefüge erzeugen und optimale Korrosionsbeständigkeit und Duktilität erreichen.
- Temperatur: 980 – 1150 Grad (1796 – 2102 Grad F), typische Haltetemperatur bei 1050 Grad (1922 Grad F).
- Kühlung: Schnelles Abschrecken mit Wasser oder Luftkühlung.
Heißes Arbeiten
Empfohlener Temperaturbereich: 1200 – 950 Grad (2192 – 1742 Grad F). Zur Erzielung optimaler Eigenschaften wird nach der Warmumformung ein Lösungsglühen empfohlen.
Kaltumformung
Eigenschaften: Mäßige Kaltverfestigungsrate. Im lösungsgeglühten Zustand weist die Legierung eine gute Duktilität auf, wodurch verschiedene Kaltumformvorgänge möglich sind.
Schweißen
- Schweißbarkeit: Gut. Es können herkömmliche Schweißverfahren wie GTAW/WIG, GMAW/MIG und SMAW angewendet werden.
- Auswahl des Zusatzwerkstoffs: Passende Zusatzwerkstoffe auf Nickelbasis wie ERNiCrMo-3 (Inconel 625-Draht) oder Verbrauchsmaterialien mit passender Zusammensetzung werden empfohlen.
- Prozesskontrolle: Das Grundmaterial muss vor dem Schweißen im geglühten Zustand sein und die Oberflächen müssen gründlich gereinigt werden. Verwenden Sie eine geringe Wärmezufuhr und kontrollieren Sie die Zwischenlagentemperatur. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist im Allgemeinen nicht erforderlich. Bei Geräten, die für den Einsatz unter starker Korrosion vorgesehen sind, kann jedoch ein Lösungsglühen empfohlen werden, um die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen.
Kernmaterialeigenschaften der Legierung 825
Ausgezeichnete allgemeine Korrosionsbeständigkeit:
Bietet hervorragende Leistung bei oxidierenden und reduzierenden Säuren, alkalischen Medien und chloridhaltigen Umgebungen. Es eignet sich besonders für den Einsatz von Schwefelsäure, Phosphorsäure und chloridhaltigen Medien.
Überlegene lokale Korrosionsbeständigkeit:
Bietet eine hohe Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion, Lochfraß und Spaltkorrosion.
Gute Leistung bei erhöhten Temperaturen:
Behält stabile mechanische Eigenschaften und Oxidationsbeständigkeit bis zu 550 Grad. Es verfügt über eine Druckbehälterzertifizierung für den Einsatz bei 450 Grad.
Hervorragende Schweißbarkeit und Verarbeitbarkeit:
Leicht schweißbar, warmumformbar, kaltumformbar und bearbeitbar. Die Titanstabilisierung minimiert das Sensibilisierungsrisiko nach dem Schweißen.
Titanstabilisiertes Design:
Die kohlenstoffarme Formulierung mit Titanzusatz verhindert effektiv interkristalline Korrosion, die durch Schweißen und Hochtemperatureinwirkung verursacht wird.
Einschränkungen:
Relativ hoher Materialaufwand; Unter extremen Bedingungen wie fluoridionenhaltigen Medien, feuchtem Chlorgas und konzentrierten heißen alkalischen Lösungen kann die Leistung eingeschränkt sein.
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Anwendungsgebiete der Legierung 825
Alloy 825 wird häufig in rauen Betriebsumgebungen mit extremen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit eingesetzt:
Chemie und Petrochemie
Geräte zum Schwefelsäurebeizen (Heizrohre, Gefäße, Körbe); Anlagen zur Herstellung von Phosphorsäure (Verdampfer, Wärmetauscher); Ausrüstung zur Verarbeitung organischer Säuren; chemische Behälter und Rohrleitungen.
Öl und Gas
Offshore-Plattformkomponenten, Öl-Gas-Bohrlochkopfbaugruppen, Sauergas-Pipelines, Sauergas-Aufbereitungssysteme.
Meerestechnik
Meerwassergekühlte Wärmetauscher, Meerwasserentsalzungsanlagen, Schiffsrohrleitungssysteme, Strukturteile für Offshore-Plattformen.
Nuklearindustrie
Anlagen zur Wiederaufbereitung von Kernbrennstoffen, Behälter zur Behandlung radioaktiver Abfälle, Rohrleitungen für Kühlsysteme von Kernreaktoren.
Schadstoffkontrolle und Umweltschutz
Rauchgasentschwefelungssysteme (REA), Abwasseraufbereitungsanlagen, Komponenten für Müllverbrennungsanlagen.
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FAQ:
Ist Inconel 825 dasselbe wie Alloy 825?
Incoloy 825 ist auch als Inconel 825 bekannt. Es handelt sich um eine Legierung aus Nickel, Chrom und Eisen mit Zusatz von Molybdän, Kupfer und Titan. Die Legierung 825 wurde erfunden, um eine außergewöhnliche Beständigkeit gegenüber vielen korrosiven Umgebungen und reduzierenden Umgebungen zu bieten, in denen sich Schwefelsäure und Phosphorsäure ansammeln.
Was ist der Unterschied zwischen Legierung 825 und 925?
Alloy 825 (Incoloy 825, UNS N08825, 2.4858) und Alloy 925 (Incoloy 925, UNS N09925) sind in ihrer Zusammensetzung nahezu identisch und bieten daher sehr ähnliche Korrosionsbeständigkeit und physikalische Eigenschaften. Jedoch,Alloy 925 bietet eine deutlich höhere Festigkeit, da es von der Ausscheidungsverfestigung profitiert.
Rostet Inconel 825?
Das herausragende Merkmal der INCOLOY-Legierung 825 ist ihre hohe Korrosionsbeständigkeit. Sowohl in reduzierenden als auch in oxidierenden Umgebungen kann die LegierungBeständig gegen allgemeine Korrosion, Lochfraß, Spaltkorrosion, interkristalline Korrosion und Spannungsrisskorrosion.
Was ist der Unterschied zwischen 625- und 825-Legierung?
Alloy 625 und Alloy 825 sind Hochleistungslegierungen auf Nickelbasis- mit großen Unterschieden in chemischer Zusammensetzung, Festigkeit und Kosten. Alloy 625 bietet eine überlegene Hochtemperaturfestigkeit und Chloridkorrosionsbeständigkeit, während Alloy 825 eine bessere Beständigkeit gegenüber bestimmten reduzierenden Säuren zu einem niedrigeren Preis bietet.
Was ist der Unterschied zwischen Legierung 825 und 316?
INCOLOY 825 zeichnet sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit aus, insbesondere in reduzierenden Umgebungen, während SS316 eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit in Meeres- und chemischen Umgebungen bietet. Die Wahl zwischen diesen beiden Legierungen hängt letztendlich von den spezifischen Anforderungen der Anwendung und der gesamten Kosten-{1}}Nutzenanalyse ab.
