Incoloy840镍基合金热轧板（厚度≤90mm）

Incoloy840镍基合金

一、概述
Incoloy840合金（外文名：NAS H840/UNS S33400）是一种奥氏体镍-铁-铬基耐热合金，通过添加钛、铝元素进行稳定化处理，专为抵抗高温氧化和渗碳环境而设计。它比传统铬镍不锈钢如304更耐高温，其耐氧化性不逊色于使用温度高达1038℃的更高牌号合金，适用于800°C至1150°C或900°C以下长期工作的环境。
该合金具有机械强度高、热效率高及安装简便等特点，适用于热流道发热圈、加热棒、加热管等工业配件制造。因其可成形性、可焊性、耐腐蚀性和抗氧化性，Incoloy840合金被广泛应用于电发热管、热交换器、设备加热器、工业用加热炉、汽车排气系统、涡轮增压器壳体以及航空航天领域的高温部件。 研究成果表明，预应变处理对该合金的微观组织演变及耐腐蚀性能具有影响机制。

二、特性

它具有结构简单，机械强度高、热效率高、安全可靠、安装简便、使用寿命长等特点，广泛适用于各种水槽、油槽、酸碱槽、易熔金属熔化炉、空气加热炉、干燥炉、干燥箱/烘箱、烤箱和热压模等装置。具体形式为热流道发热圈、加热棒、加热管、热电偶、温控箱、温控配件以及连接器等工业配件。
三、化学成分

Incoloy 840合金的核心化学成分（重量百分比%）包括：镍(Ni)含量为39-43%，铬(Cr)含量为19-23%，铁(Fe)为余量，并添加钛(Ti)0.15-0.60%和铝(Al)0.15-0.45%作为关键强化元素。
铬是合金抗高温氧化和耐腐蚀性的首要保障元素，镍则稳定了合金的奥氏体晶体结构。
钛和铝是关键的稳定化元素。微量控制元素包括碳(C)≤0.08%、锰(Mn)≤1.0%、硅(Si)≤1.0%、铜(Cu)≤0.75%、硫(S)≤0.03%以及磷(P)≤0.04%，其含量需严格控制。
物理性能

Incoloy 840合金的密度约为8.03-8.08 g/cm³，在20-1000°C温度范围内的平均热膨胀系数约为16.5 x 10⁻⁶ /°C。该合金常温下导热系数较低，约为12 W/(m·K)，并随温度升高而增加，在20°C时约为12.9 W/(m·K)，在648°C时约为26.0 W/(m·K) ，其弹性模量约为29×10⁶ PSI (200 GPa) 。
机械性能

Incoloy 840合金在室温及高温下均表现出良好的机械性能。其室温典型力学性能（热轧态）为：抗拉强度(Rm) ≥ 650 MPa，屈服强度(Rp0.2) ≥ 300 MPa，延伸率(A) ≥ 30% 。常温状态参考值为：抗拉强度 ≥ 550 MPa，屈服强度 ≥ 220 MPa，延伸率 ≥ 35%。合金的硬度值通常使用布氏硬度或洛氏硬度B标尺来衡量，布氏硬度约在130-180 HB范围内，而洛氏硬度约在70-85 HRB之间 。在高温下，例如在700℃时，合金仍保有较高的屈服强度（约200MPa以上）。 

四、加工与制造工艺

Incoloy 840合金具有良好的热加工和冷加工性能。热加工推荐加热温度1100-1180°C，终轧温度≥900°C，加工后建议进行固溶处理 。该合金加工硬化率较高，在冷轧、冷拔或深冲时，可能需要进行中间退火。焊接可采用TIG/MIG等常见焊接方法，建议使用匹配焊材（如INCO82/182），并控制热输入，焊后建议进行固溶处理（1050-1150°C快冷）以恢复性能。机加工时加工硬化倾向显著，需采用低转速、大进刀量，选用硬质合金刀具。

五、产品形态与标准规范

Incoloy 840合金通常以多种工业产品形态供应，以满足不同高温应用场景的需求。品种分类包括无缝管、钢板、圆钢、锻件、法兰、圆环、焊管、钢带、丝材及配套焊材等。
六、应用范围

因其可成形性、可焊性、耐腐蚀性和抗氧化性，840合金是一种常见的电热管材料，用于制造电发热管、热交换器、设备加热器、工业用加热炉等设备，也常用于汽车排气系统。
该合金被广泛应用于热处理行业，用于制造高温炉窑中的耐热部件。在石化与化工领域，适用于乙烯裂解、转化等工艺中的高温管件与热交换器。在汽车与航空航天领域，常用于排气系统、涡轮增压器等高温部件。在能源与环保领域，用于燃气轮机、核电热交换器及垃圾焚烧炉等设备的耐热组件。 在玻璃与陶瓷工业中，应用于接触高温熔体的模具、支撑件等。

一、材料定位与概述
Incoloy 840（UNS S33400）是一种奥氏体镍-铁-铬基耐热合金，通过添加钛、铝实现时效强化。专为高温抗氧化、抗渗碳环境设计，适用于制造900℃以下长期工作的热工部件。90mm以下厚度的热轧板是工业领域常用规格，适用于承重结构及高温设备制造。

二、核心化学成分（重量百分比%）

镍（Ni）：39-43%（保障高温强度及稳定性）

铬（Cr）：19-23%（形成致密Cr₂O₃氧化膜，抗高温腐蚀）

铁（Fe）：余量（降低材料成本，保持合金结构）

关键强化元素：

钛（Ti）：0.15-0.60%

铝（Al）：0.15-0.45%

（Ti+Al共同作用产生γ'相，提升高温强度）

微量控制元素：

碳（C）≤0.08%（影响焊接性与耐蚀性）

锰（Mn）≤1.0%、硅（Si）≤1.0%（脱氧剂，过量降低韧性）

铜（Cu）≤0.75%（改善抗还原性酸腐蚀）

硫（S）≤0.03%、磷（P）≤0.04%（严格控制杂质）



三、关键性能特点

卓越高温抗氧化性

在900℃空气环境中连续使用，表面形成稳定Cr₂O₃保护层，抗氧化剥落。

耐受含硫气氛（如燃气、燃油废气），抗渗碳能力优于304H/321H不锈钢。

高温力学性能

热轧态典型值（室温）：

抗拉强度（Rm）≥650 MPa

屈服强度（Rp0.2）≥300 MPa

延伸率（A）≥30%

高温强度保持性：700℃下仍保有较高屈服强度（约200MPa以上）。

耐腐蚀性能

耐氧化性酸、弱有机酸腐蚀，抗硝酸盐熔盐侵蚀。

在含Cl⁻环境中耐点蚀能力优于普通奥氏体不锈钢。

工艺适应性

热加工：推荐加热温度1100-1180℃，终轧温度≥900℃，避免低温脆化。

焊接性：可采用TIG/MIG焊接，焊材选INCO82/182，需焊后固溶处理（1050-1150℃快冷）以恢复性能。

机加工：加工硬化倾向显著，需低转速、大进刀量，选用硬质合金刀具。

四、典型应用场景（90mm以下热轧板）

高温炉业：炉辊、辐射管、马弗罐、退火炉料架。

化工装备：乙烯裂解管支架、转化炉管板。

能源领域：燃气轮机燃烧室衬板、核电热交换器支撑件。

汽车制造：涡轮增压器壳体、排气系统高温部件。

五、采购验收关注要点

标准符合性：

美标：ASTM B409（热轧板通用标准）

国标：GB/T 15008《耐蚀合金棒材、板材、丝材》对应牌号

质保文件：需提供材料质保书（MTC），包含实测成分、力学性能、热处理记录（固溶态）。

表面质量：无深度氧化皮、裂纹、折叠缺陷，允许酸洗或喷砂处理。

厚度公差：按ASTM B409执行，90mm板厚公差通常为±5%。

检测要求：

超声波探伤（UT）检测内部缺陷（按S3级或客户指定）。

必要时进行高温拉伸试验（如700℃/800℃验证数据）。



上海冶韩金属有限公司：成立于 2004 年，地处上海。是一家以生产销售、现货仓储特种合金为主要业务的公司，专业生产特种合金和镍基合金，品种涵盖哈氏合金、蒙乃尔、因科乃尔、因科洛伊、镍等高温合金、耐蚀合金。该公司有着杰出的研发、生产、销售和技术支持团队，累积了丰富的炼钢、轧钢、锻造、扎管经验。供货形态包括钢带、板、管、棒及各类锻件、法兰等。

热轧圆棒直径：Dia.20mm - 100mm

冷拉圆棒直径: Dia.8mm - 80mm

主要牌号：

中国：GH4169, GH2132, GH600, GH901, Alloy20, Alloy20, GH4049, GH3044, Alloy20, GH80, GH738, GH578, GH4282, GH4141, GH4586

Inconel系列：Inconel 600, Inconel 601, Inconel 3J53Incoloy系列：Incoloy 20, Incoloy800, Incoloy 800H, Incoloy825, Incoloy 28, Incoloy 725, Incoloy 945, Incoloy 925

Monel系列：Monel 400, Monel K500

Hastelloy系列：Hastelloy B, Hastelloy C, Hastelloy C-4, Hastelloy C-6, Hastelloy C-276, Hastelloy X

Haynes系列：Haynes 25, Haynes 188, Haynes 230, Haynes 282, Haynes Alloy20, Haynes 718, Haynes HR-120, Haynes HR-235, Haynes NS-163, Haynes R-41, Haynes® Waspalloy

Nimonic系列：Nimonic 75, Nimonic 80, Nimonic 80A, Nimonic 81, Nimonic 86, Nimonic 90, Nimonic 942

六、与其他材料对比优势

对比项

Incoloy 840

传统不锈钢（如310S）

最高使用温度

900℃（连续） / 1000℃（间歇）

1000℃（但强度急剧下降）

高温强度

显著优于310S（700℃高50%以上）

低，易蠕变变形

抗渗碳性

优异

一般，易发生晶间腐蚀

成本

高于不锈钢，低于纯镍合金（如601）

低

结语
Incoloy 840热轧板（≤90mm）是高温承重结构的理想选择，其成分设计与性能平衡了成本与耐久性。采购时需重点验证Cr/Ni含量、Ti+Al总量及高温强度数据，确保满足设备设计寿命要求。建议与供应商明确热处理状态（固溶处理是性能保障关键）及特殊检测需求，以规避使用风险。