Come cambiano le proprietà meccaniche di Incoloy 800 negli ambienti ad alta-temperatura?
A temperature inferiori a 600 gradi: Le proprietà di resistenza rimangono relativamente stabili. La matrice austenitica mantiene un'elevata integrità strutturale e l'effetto di rafforzamento della soluzione solida-degli elementi di nichel e cromo è ancora significativo. A temperatura ambiente, la resistenza alla trazione di Incoloy 800 è tipicamente 550–650 MPa e la resistenza allo snervamento è 200–270 MPa; a 600 gradi, la resistenza alla trazione diminuisce leggermente a 400–480 MPa e la resistenza allo snervamento scende a 120–180 MPa, che può comunque soddisfare i requisiti di-portanza della maggior parte delle apparecchiature-a temperatura media.
A temperature comprese tra 600 gradi e 900 gradi: La forza diminuisce in modo più evidente. All’aumentare della temperatura, la mobilità delle dislocazioni nella matrice aumenta e la forza di legame ai bordi dei grani si indebolisce gradualmente. A 800 gradi, la resistenza alla trazione è ridotta a 250–320 MPa e la resistenza allo snervamento è di soli 80–120 MPa. Tuttavia, rispetto agli acciai inossidabili convenzionali, Incoloy 800 presenta ancora un vantaggio in termini di mantenimento della resistenza a questo intervallo di temperature, grazie all'effetto sinergico della soluzione solida a base di nichel- e della precipitazione di tracce di carburo.
A temperature superiori a 900 gradi: La resistenza diminuisce drasticamente ma rimane sufficiente per applicazioni ad alta-temperatura non-carico pesante-. A 1000 gradi, la resistenza alla trazione scende a 100–150 MPa e la resistenza allo snervamento è quasi 50–80 MPa. In questa fase, per mantenere la stabilità strutturale, la lega si affida principalmente alla resistenza all'ossidazione della pellicola di ossido ricco di cromo sulla superficie, invece di sopportare grandi carichi meccanici.
A temperature inferiori a 600 gradi: L'allungamento è moderato, generalmente 30%–40% a temperatura ambiente, il che garantisce una buona formabilità durante la lavorazione a freddo (ad esempio piegatura, stampaggio).
A temperature comprese tra 600 gradi e 900 gradi: La duttilità aumenta in modo significativo, con un allungamento che raggiunge il 45%–55%. L'aumento della temperatura favorisce la deformazione uniforme della matrice austenitica, riduce l'effetto di incrudimento e rende la lega adatta a processi di formatura ad alta-temperatura come laminazione a caldo e forgiatura.
A temperature superiori a 900 gradi: L'allungamento rimane elevato (40%–50%), ma la deformazione plastica tende a localizzarsi ai bordi dei grani. Se la temperatura supera i 1100 gradi per un lungo periodo, possono verificarsi l'ossidazione dei bordi del grano e la formazione di cavità, con conseguente diminuzione della duttilità e persino fratture fragili.
A 700 gradi e sotto una sollecitazione di 100 MPa, la durata alla rottura per scorrimento di Incoloy 800 può raggiungere più di 10.000 ore, un valore di gran lunga superiore a quello dell'acciaio inossidabile 316 nelle stesse condizioni.
La resistenza allo scorrimento viscoso della lega deriva da due aspetti: in primo luogo, la matrice austenitica a base di nichel- ha una bassa energia di guasto di impilamento e può ostacolare efficacemente il movimento della dislocazione; in secondo luogo, oligoelementi come alluminio e titanio nella lega fanno precipitare composti intermetallici fini (ad esempio Ni₃Al, Ni₃Ti) ad alte temperature, che fissano ulteriormente le dislocazioni e i bordi dei grani.
Tuttavia, quando la temperatura supera i 900 gradi o la sollecitazione è superiore a 150 MPa, la fase di precipitazione aumenterà in modo grossolano e l'effetto di bloccaggio sarà indebolito, con conseguente riduzione significativa della resistenza alla rottura da scorrimento viscoso.
