Incoloy 840 镍基合金无缝管 UNS S33400 高温抗氧化电热管套管

一、Incoloy 840合金概述与成分设计

Incoloy 840（UNS S33400 / DIN 1.4847 / NAS H840）是一种添加了钛（Ti）和铝（Al）的奥氏体铬镍铁耐热合金，本质上属于改良型高镍奥氏体不锈钢。其典型化学成分范围为：C≤0.08%、Si≤1.0%、Mn≤1.0%、P≤0.04%、S≤0.03%、Cr 18.0–22.0%、Ni 19.0–22.0%、Ti 0.15–0.60%、Al 0.15–0.60%，余量为Fe。添加钛和铝的作用极为关键——钛优先与碳结合生成稳定的TiC，抑制有害的Cr₂₃C₆在晶界析出，从而避免敏化及晶间腐蚀；铝与部分钛共同促进γ'相（Ni₃(Al,Ti)）的微量析出并参与表面氧化膜形成，显著提高高温抗氧化与抗渗碳能力。铬在表面生成致密Cr₂O₃保护膜，是抵抗高温氧化和硫化腐蚀的核心；镍则稳定奥氏体组织，提升材料在还原性及含硫气氛中的耐蚀性以及高温强度。该合金密度约8.03–8.08 g/cm³，弹性模量约200 GPa，熔点约1370–1420℃，可供应板材、带材、棒材、无缝管、焊管及丝材等多种形式。

二、性能特点——高温抗氧化性、耐蚀性与力学行为

Incoloy 840最突出的优势是其优异的高温抗氧化性能，长期使用温度可达850–1038℃，在800–1150℃循环氧化及短时1150℃持续氧化环境下能保持表面氧化膜稳定，抗氧化能力优于常规304等18-8型奥氏体不锈钢，接近更高牌号的309/310S。其在含H₂S的硫化环境中抗腐蚀能力显著强于304不锈钢，在CH₄/H₂等渗碳气氛中碳渗透深度极小，适合裂解炉等工况。耐酸方面，对稀硫酸、硝酸及含氯离子介质具有一定耐受力，且抗氯化物应力腐蚀开裂性能较好。力学性能上，固溶退火态的Incoloy 840室温下兼具中等屈服强度和良好塑性，具备优良的深冲、弯曲及旋压成形能力；冷加工时加工硬化率偏高，大变形量需安排中间退火。焊接性能良好，可采用TIG、MIG及电阻焊，焊后通常建议进行固溶处理以恢复耐蚀性与韧性。高温下（如700℃）仍保留一定屈服强度，适合承受热循环载荷的结构件。

三、主要应用领域与加工工艺

得益于耐热、耐腐蚀及良好的加工焊接性，Incoloy 840被广泛用于以下领域：①工业电热元件——电热水器、烤箱、干燥箱及工业加热炉的电阻发热管外套管（最常见的用途）；②汽车工业——排气系统催化转换器壳体、EGR废气再循环管路及消音器部件；③石化与热处理——裂解炉管、转化炉管、辐射管、马弗罐及高温换热器；④其他——玻璃退火线辊轴、垃圾焚烧炉过热器支架、食品加工高温设备等。热加工推荐加热至1050–1200℃、终加工温度不低于900℃，加工后快速冷却（固溶处理）以获取耐蚀性与塑性；冷加工如冷轧、冷拔或深冲后视变形量进行中间退火（通常900–1050℃快冷）。推荐的固溶处理温度为1000–1100℃保温后水淬或空冷，避免在650–850℃区间长时间停留以防σ相或碳化物析出。

四、

Incoloy 840是一种以Ti、Al稳定化的20Cr-20Ni系奥氏体耐热不锈钢（镍基合金类），通过在传统18-8不锈钢基础上提高镍含量并添加钛铝元素，解决了普通不锈钢高温抗氧化不足和敏化问题。它在最高约1038℃下拥有出色的抗氧化、抗渗碳及一定抗硫化能力，室温典型力学性能为抗拉强度≥520–550 MPa、屈服强度≥205–220 MPa、断后延伸率≥30–35%，兼具良好成形与焊接性。作为电热管护套、汽车排气件及中高温热处理设备的经济型耐热合金之一，Incoloy 840在性能与成本之间取得了平衡，是替代304/321不锈钢用于高温氧化环境的理想升级材料。

UNS N06600、Inconel600、Alloy600、UNS N06601、Inconel601、Alloy601、UNS N06625、Inconel625、Alloy625、Inconel690、Inconel718、InconelX-750

二、英科：

UNS NO8800、Incoloy800、Alloy800UNS NO8810、Incoloy800H、Alloy800H/800HT、UNS NO8825、Incoloy825、Alloy825

三、Carpenter20合金：

Alloy20cb-3、UNS NO8020

四、蒙乃尔：

Monel400NO4400Alloy400MonelK500NO5500

五、哈氏合金：

Hastelloy C-276、C-22、C-4、Hastelloy B、B-2、B-3、Hastelloy X、G、G2、G3、Hastelloy G30

六、固溶强化性铁镍基合金：

NS111、NS112、NS113、NS131、NS141、NS142、NS143

七、固溶强化型镍基合金：

NS311、NS312、NS313、NS314、NS315、NS321、NS322、NS331、NS332、NS333、NS334、

NS335、NS336、NS341

八、时效强化型镍基合金：

NS411

九、固溶强化型铁基合金：

GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

十、时效硬化性铁基合金：

GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132/SUH660、GH2135、GH2136、GH2302

十一、固溶强化型镍基合金：

GH3030、GH3039、GH3044、GH3028

十二、时效硬化型镍基合金：

GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169

十三、奥氏体不锈钢:

904L（UNS N08904）、Nitronic60(S21800）、nitronic50(XM-19)/S20910、304L、316Ti、316N、316LN、316Mod、317L、317LN、309S、310S、304N

十四、复合式不锈钢：

SAF2205（F51）、SAF2507（F53）、S32760、254SMo（F44、DIN1.4529）、329J1（0Cr26Ni5Mo2）、SAF2506、0Cr17Mn13Mo2N(A4钢)

十五、沉淀硬化不锈钢

17－4PH(SUS630、S17400、0Cr17NiCu4Nb)、17-7PH（SUS631、0Cr17Ni7Al)、15-7Mo（SUS632、0Cr15Ni7Mo2Al）、15-5PH VAR(S15500、0Cr15Ni5Cu3Nb)

十六、其它：

可伐合金4J29 Kovar，Invar合金4J36 Invar合金、4J34，4J46，4J32，4J42