Alloy 800, 800H e 800HT: quale scegliere alle alte temperature

Alloy 800, 800H e 800HT

Tre sigle che differiscono per una lettera, e un errore di acquisto che si paga in esercizio. Alloy 800, 800H e 800HT vengono spesso trattati come varianti commerciali della stessa cosa, e in una richiesta d’offerta capita di leggere «Alloy 800» quando l’applicazione lavora a 750 °C — dove quel materiale, per come è specificato, non è quello corretto.

La differenza non è di marketing. Sta in tre parametri controllati in modo diverso — carbonio, dimensione del grano, alluminio e titanio — e riguarda una sola proprietà: la resistenza al creep, cioè la deformazione lenta e permanente sotto carico costante ad alta temperatura. Vediamo cosa cambia concretamente e come si specifica il materiale in ordine, comprese le norme per la bulloneria, dove Alloy 800 riserva una sorpresa.

Una famiglia, tre specifiche

Si parla di una lega ferro-nichel-cromo con nichel tra il 30 e il 35%, cromo tra il 19 e il 23% e ferro in quantità non inferiore al 39,5%. È proprio l’elevato contenuto di ferro a renderla più economica delle leghe di nichel propriamente dette, mantenendo però resistenza all’ossidazione e alla carburazione a temperature dove gli inossidabili austenitici non arrivano.

Denominazione UNS WERKSTOFF
Alloy 800 N08800 1.4876
Alloy 800H N08810 1.4958
Alloy 800HT N08811 1.4959
La composizione di base è la stessa: cambiano i parametri controllati.

Cosa cambia davvero

  Alloy 800 Alloy 800H Alloy 800HT
Carbonio (%) ≤ 0,10 0,05 – 0,10 0,06 – 0,10
Dimensione del grano non prescritta ASTM 5 o più grossolano ASTM 5 o più grossolano
Alluminio (%) 0,15 – 0,60 0,15 – 0,60 0,15 – 0,60
Titanio (%) 0,15 – 0,60 0,15 – 0,60 0,15 – 0,60
Somma Al + Ti (%) non prescritta non prescritta 0,85 – 1,20
Valori tipici di specifica. Da verificare sempre sul certificato di colata.

Le tre righe che contano, lette in ordine di importanza:

  • Il carbonio con un minimo, non solo un massimo. Nell’Alloy 800 è solo limitato in alto; in 800H e 800HT è vincolato anche in basso. Il carbonio in soluzione è ciò che ostacola il movimento delle dislocazioni alle alte temperature: sotto una certa soglia la resistenza al creep cala, e una colata «pulita» che sarebbe un pregio a temperatura ambiente diventa un difetto a 800 °C.
  • Il grano grossolano, prescritto. Sembra un controsenso, perché a temperatura ambiente il grano fine dà proprietà migliori. Ad alta temperatura la logica si rovescia: i bordi di grano diventano il percorso preferenziale per lo scorrimento viscoso, quindi meno bordi significa meno creep. Da qui la solubilizzazione a temperatura più elevata e il requisito di grano ASTM 5 o più grossolano.
  • La somma di alluminio e titanio, controllata solo nell’800HT. È la differenza specifica di questa variante. Il vincolo sulla somma tra 0,85 e 1,20% garantisce la formazione di precipitati fini e stabili che rafforzano la matrice e mantengono la resistenza allo scorrimento nel tempo. È quello che rende l’800HT la scelta corretta alle temperature più severe.

Le soglie di temperatura

Il criterio di scelta, ridotto all’essenziale.

Temperatura di esercizio Scelta Perché
Fino a ~600 °C Alloy 800 Il creep non è il meccanismo dominante: contano ossidazione e resistenza meccanica
~600 – 700 °C Alloy 800H Carbonio e grano controllati danno resistenza al creep superiore
Oltre ~700 °C Alloy 800HT Al + Ti aggiungono stabilità e resistenza allo scorrimento nel lungo periodo
Soglie indicative. La verifica va fatta sulle tensioni ammissibili del codice di progetto applicabile.

La resistenza all’ossidazione arriva intorno ai 1100 °C, ma è un dato che va letto con cautela: nella grande maggioranza dei casi il limite di progetto è il creep, non l’ossidazione, e si colloca ben più in basso. Un materiale che «resiste» a 1000 °C dal punto di vista chimico può deformarsi in modo inaccettabile sotto carico già molto prima.

Vale anche il contrario, e nella pratica è l’errore più frequente: sotto i 600 °C specificare 800HT è spesso denaro speso senza ritorno. In quel campo un austenitico stabilizzato tipo AISI 321 o 347, oppure un AISI 310S, può essere sufficiente e costa meno.

Il dettaglio che semplifica gli acquisti

C’è una conseguenza pratica che vale la pena conoscere prima di emettere un ordine. Poiché l’800HT soddisfa anche i requisiti di composizione di 800H e di 800, un materiale certificato come 800HT può essere fornito in doppia o tripla certificazione: N08811 / N08810 / N08800 sullo stesso certificato.

In termini operativi significa poter coprire più commesse con un’unica giacenza, ridurre i codici a magazzino e non trovarsi mai a scoprire che il materiale a scaffale è di grado inferiore a quello richiesto. Vale la pena chiedere esplicitamente la certificazione multipla in fase d’ordine: non è automatica, ma è normalmente ottenibile.

Alloy 800 non è Alloy 825

È la confusione più costosa di questa famiglia, perché i numeri sono contigui e le sigle si somigliano. Sono materiali con due scopi diversi.

  • Alloy 800 è una lega per alta temperatura. Non contiene molibdeno, e il suo PREN si colloca intorno a 21: in ambiente umido ricco di cloruri non è un materiale resistente alla vaiolatura.
  • Alloy 825 è una lega per resistenza alla corrosione. Aggiunge molibdeno intorno al 3% e rame, con un PREN nell’ordine di 31, e lavora bene in acidi riducenti e ambienti clorurati — ma non è pensata per il creep alle alte temperature.

Scegliere 800 dove serviva 825 significa esporre a corrosione un materiale che non la regge; scegliere 825 dove serviva 800HT significa mettere in un forno un materiale non qualificato per lo scorrimento viscoso. Il criterio è definire prima quale dei due meccanismi domina — temperatura o corrosione — e solo dopo guardare le sigle. Per orientarsi tra le famiglie resta utile la nostra guida alla cultura dei materiali.

Norme per la bulloneria: attenzione a citare A193

Qui c’è il punto che manda in blocco più di una richiesta d’offerta. ASTM A193 e A194 non contengono gradi per Alloy 800. Coprono acciai al carbonio e legati e la serie degli inossidabili — B7, B16, B8, B8M, B8T, B8R, B8S e i corrispondenti dadi — ma non questa famiglia. Un ordine che chiede «tiranti A193 in Alloy 800H» non è soddisfacibile come scritto.

I riferimenti corretti per le leghe di nichel sono altri:

Norma Ambito
ASTM F468 Viti, bulloni e tiranti in leghe non ferrose
ASTM F467 Dadi in leghe non ferrose
ASTM B408 Barre e vergella
ASTM B564 Forgiati
ASTM B409 Lamiere, nastri e piastre

In pratica la bulloneria si specifica indicando il grado UNS, la norma di prodotto e la geometria secondo la dimensionale applicabile. Per le applicazioni ad alta temperatura in ambito europeo è utile verificare anche i requisiti della normativa di riferimento sui sistemi di fissaggio e le prescrizioni sulla temperatura di esercizio previste dal codice di progetto.

Quando la scelta è un’altra

  • Serve alta resistenza meccanica, non resistenza al creep: orientarsi su ASTM A453 Gr. 660 o su Inconel 718.
  • Alte temperature con carichi elevati e sezioni ridotte: il riferimento è Nimonic 80A.
  • Vapore e temperature medio-alte su acciaio legato: valutare 1.4913 o 1.4986, spesso più efficienti in rapporto al costo.
  • Corrosione severa più che temperatura: Alloy 625 o Hastelloy C-276.

    In sintesi

    Alloy 800, 800H e 800HT non sono qualità crescenti di uno stesso prodotto: sono tre specifiche costruite per tre campi di temperatura. Il carbonio con un limite inferiore e il grano grossolano fanno l’800H; il vincolo sulla somma di alluminio e titanio fa l’800HT. Sotto i 600 °C l’800 basta, e spesso basta anche un austenitico più economico; oltre i 700 °C serve l’800HT.

    Due cose da non confondere: l’825 non è un 800 migliore, è una lega per un problema diverso; e A193 non copre questa famiglia, quindi la bulloneria si specifica con F468 e F467.

    Se stai definendo la bulloneria per un’applicazione ad alta temperatura e hai dubbi sul grado da specificare, il nostro ufficio tecnico può supportarti: contattaci indicando temperatura di esercizio, carichi, cicli termici e ambiente.

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