Incoloy 800 vs Incoloy 825 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

Incoloy 800 e Incoloy 825 são duas ligas de níquel-ferro-cromo amplamente utilizadas em processamento químico, geração de energia e refino de petróleo. Engenheiros, gerentes de compras e planejadores de manufatura comumente ponderam as compensações entre desempenho à corrosão, estabilidade em alta temperatura, soldabilidade e custo ao selecionar entre elas. Os contextos típicos de decisão incluem a escolha de um grau para ambientes oxidantes em alta temperatura versus a seleção de um material para fluxos de processo severamente ácidos ou contendo cloreto.

A principal diferença funcional é o desempenho à corrosão em ambientes aquosos agressivos: Incoloy 825 é ligado para resistência aprimorada a ácidos redutores e corrosão assistida por cloreto (graças a adições de Mo e Cu), enquanto Incoloy 800 é otimizado para resistência em alta temperatura e resistência à oxidação/corrosão como uma liga austenítica de solução sólida. É por isso que os dois graus são frequentemente comparados quando os projetistas devem equilibrar a resistência a ácidos/cloretos contra o serviço em alta temperatura e as restrições orçamentárias.

1. Normas e Designações

Especificações principais e designações comuns:

• ASTM/ASME:
• Incoloy 800: UNS N08800; as especificações comuns incluem ASTM B409/B409M (tubo), B407 (trabalhado a frio) e referências ASME SB-163.
• Incoloy 825: UNS N08825; comumente fornecido de acordo com ASTM B407/B409, ASME SB-163 e B444.
• EN: equivalentes são frequentemente referenciados por família química e aplicações; verifique as listas EN para formas de produto específicas.
• JIS / GB: equivalentes existem regionalmente, mas sempre verifique os requisitos químicos e mecânicos em relação aos números UNS.
• Classificação: ambos são ligas austeníticas de níquel-ferro-cromo (Ni-Fe-Cr), ou seja, família de liga/inox—nenhum é categorizado como carbono de baixo teor de liga, aço para ferramentas ou HSLA.

2. Composição Química e Estratégia de Liga

Abaixo estão os intervalos de composição representativos (wt%) comumente encontrados em especificações de moinho e fichas de dados de materiais. Os valores variam de acordo com a forma do produto e a especificação—confirme com os certificados de produto para compras.

Elemento	Incoloy 800 (intervalo típico, wt%)	Incoloy 825 (intervalo típico, wt%)
C	≤ 0.10	≤ 0.05
Mn	≤ 1.0	≤ 1.0
Si	≤ 0.5	≤ 0.5
P	≤ 0.02	≤ 0.02
S	≤ 0.015	≤ 0.015
Cr	19.0 – 23.0	19.5 – 23.5
Ni	30.0 – 35.0	38.0 – 46.0
Mo	— / traço	2.5 – 3.5
Cu	— / traço	1.0 – 2.0
Ti / Al (estabilizadores)	pequenas adições controladas (combinadas)	Ti ≤ 0.6 (controle N/CB)
Nb, V, B	tipicamente nenhum	tipicamente nenhum
N	traço – baixo	traço – baixo
Fe	Equilíbrio	Equilíbrio

Estratégia de liga e efeitos: - Ni estabiliza a matriz austenítica, conferindo tenacidade e conformabilidade. Maior Ni em 825 aumenta a resistência geral à corrosão e ductilidade. - Cr fornece resistência à oxidação e corrosão geral. Ambos os graus têm Cr semelhante, então o comportamento básico do inox é comparável. - Mo e Cu em 825 melhoram substancialmente a resistência à corrosão localizada (pitting, fendas) e ao ataque de ácidos redutores (químicas semelhantes ao sulfúrico, fosfórico), e diminuem a suscetibilidade à fissuração por corrosão sob tensão induzida por cloreto em muitos casos. - Incoloy 800 depende da solução sólida de Fe–Ni–Cr e de Al/Ti controlados para estabilização em temperaturas elevadas (para limitar a precipitação de carbonetos). Não é principalmente ligado para resistência aprimorada a ácidos.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Microestrutura: - Ambas as ligas são austeníticas (cúbicas de face centrada). A microestrutura como fabricada é uma austenita de fase única com uma possível dispersão de nitretos estáveis ou fases à base de Ti/Al, se presentes em quantidades significativas. - As variantes de Incoloy 800 (800H/800HT) são adaptadas para resistência ao creep controlando o carbono (800H com maior C) e estabilidade térmica—essas variantes resistem melhor ao crescimento de grãos e à precipitação de carbonetos em altas temperaturas. - Incoloy 825 permanece uma austenita estável com endurecimento por solução sólida de Ni, e fases secundárias são incomuns, a menos que expostas a ciclos térmicos extremos.

Resposta ao tratamento térmico: - Ambas as ligas são tipicamente fornecidas recozidas/tratadas por solução para dissolver precipitações e restaurar ductilidade. Um recozimento de solução seguido de resfriamento rápido minimiza a formação de carbonetos e intermetálicos. - A exposição térmica em temperaturas intermediárias (400–850°C) pode promover a precipitação de carbonetos ou intermetálicos (carbonitrido ou fase sigma dependendo do tempo e composição); 800 e 825 diferem em sensibilidade devido ao conteúdo de liga—o Mo de 825 pode promover a formação de fases secundárias sob certas exposições prolongadas. - Ciclos de normalização/resfriamento e têmpera usados para aços carbono não são relevantes para essas ligas de níquel austeníticas; as propriedades mecânicas são ajustadas por recozimento em solução e trabalho a frio controlado, e pela seleção de subgraus específicos (800H/HT).

4. Propriedades Mecânicas

Propriedades mecânicas representativas (condição recozida). Os valores reais dependem da forma do produto, espessura e tratamento térmico—use certificados de moinho.

Propriedade (recozida)	Incoloy 800 (típico)	Incoloy 825 (típico)
Resistência à Tração (MPa)	~480 – 700	~480 – 700
Resistência ao Escoamento 0.2% (MPa)	~200 – 350	~200 – 350
Alongamento (%)	~30 – 50	~30 – 50
Tenacidade (impacto)	Boa, insensível a entalhes a RT	Boa, insensível a entalhes a RT
Dureza (HB)	~140 – 220	~140 – 220

Interpretação: - As propriedades mecânicas à temperatura ambiente são amplamente semelhantes na condição recozida, graças à matriz austenítica. As diferenças são mais específicas para a aplicação: variantes 800H/HT fornecem melhor resistência ao creep em altas temperaturas devido ao controle do carbono e processamento; 825 não é destinada a aplicações de alto creep. - A tenacidade e ductilidade são geralmente comparáveis; o conteúdo de níquel ajuda a manter a ductilidade em baixas temperaturas e resistência à fratura frágil.

5. Soldabilidade

Ambas as ligas são consideradas soldáveis por métodos padrão de fusão e resistência, mas atenção ao procedimento e tratamento pós-solda é necessária para o desempenho em serviço.

Fatores de soldabilidade: - O baixo teor de carbono reduz a suscetibilidade ao endurecimento na zona afetada pelo calor; elementos residuais (Mo, Cu) afetam o comportamento de fissuração durante a solidificação e a composição do metal de solda. - Como ambas são ligas austeníticas de baixa dureza, o pré-aquecimento geralmente não é necessário; no entanto, a qualificação do procedimento de solda é necessária para serviços críticos.

Índices de carbono equivalente e soldabilidade úteis (interprete qualitativamente): $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ e $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

• Interpretações: Valores mais altos de $CE_{IIW}$ e $P_{cm}$ implicam maior risco de fissuração a frio e necessidade de pré-aquecimento/controlado tratamento térmico pós-solda. Ambas as ligas tipicamente se posicionam em uma região que indica boa soldabilidade, mas o maior Ni de 825 e a presença de Mo/Cu elevam modestamente os índices em relação a 800.
• Nota prática: Use metal de enchimento compatível ou de sobreposição recomendado pelos fornecedores para compatibilidade de propriedades de corrosão e mecânicas; controle a temperatura entre passes e evite diluição excessiva ao soldar em serviço corrosivo.

6. Corrosão e Proteção de Superfície

• Para tratamentos não inoxidáveis: não aplicável—ambos são ligas resistentes à corrosão (ligas inox/HP Ni). Revestimentos de superfície (pintura, spray térmico, revestimento) podem ser usados para proteção mecânica ou estética adicional, mas não substituem a seleção da liga em meios corrosivos.
• A resistência à corrosão localizada pode ser aproximada para ligas inox usando PREN: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Aplicação do PREN: É mais útil para aços inoxidáveis austeníticos onde Mo e N aumentam fortemente a resistência ao pitting. Incoloy 825, com Mo mensurável, mostrará um PREN mais alto do que Incoloy 800 (que tem Mo negligenciável), indicando melhor resistência ao pitting e corrosão em fendas em ambientes contendo cloreto.
• Resumo qualitativo da corrosão:
• Incoloy 825: resistência superior a ácidos redutores (sulfúrico, fosfórico), boa resistência à fissuração por corrosão sob tensão induzida por cloreto em muitas condições de processo, e resistência aprimorada a pitting/fendas devido a Mo + Cu.
• Incoloy 800: excelente resistência à oxidação e corrosão geral em altas temperaturas e boa resistência a atmosferas carburizantes/oxidantes; menos capaz do que 825 em regimes de corrosão ácida agressiva ou localizada.

7. Fabricação, Maquinabilidade e Conformabilidade

• Formação: Ambas as ligas formam e dobram razoavelmente bem no estado recozido; requerem raios de dobra maiores do que o aço carbono devido ao módulo mais baixo e maior retorno elástico. A conformação a frio aumenta o endurecimento; um recozimento intermediário pode ser necessário para conformação severa.
• Maquinabilidade: Ligas de níquel são mais difíceis de usinar do que aços ferríticos—menor condutividade térmica, maior resistência e endurecimento por trabalho exigem ferramentas robustas, velocidades de corte reduzidas, bom controle de cavacos e refrigerante. Incoloy 825 (maior Ni) é frequentemente ligeiramente mais usinável do que algumas ligas de níquel mais altas, mas ainda desafiadora em comparação com aços carbono; Incoloy 800 é comparável.
• Acabamento: Retificação de superfície, polimento e acabamentos relacionados à soldagem seguem a prática padrão de ligas de níquel; a passivação é menos relevante do que em aços inoxidáveis, mas limpeza e decapagem controladas podem ser necessárias para restaurar o desempenho à corrosão após a fabricação.

8. Aplicações Típicas

Incoloy 800 (usos comuns)	Incoloy 825 (usos comuns)
Componentes de forno em alta temperatura, trocadores de calor e tubulação de geradores de vapor (atmosferas oxidantes)	Equipamentos de processo químico manuseando ácidos sulfúrico, fosfórico e orgânicos
Tubulação e dutos em usinas de energia (corrosão moderada, alta temperatura)	Dutos, vasos e conexões em sistemas de decapagem ácida, fertilizantes e offshore
Elementos em reformadores petroquímicos, tubos radiantes	Trocadores de calor, flanges e sobreposição de solda onde resistência a cloreto/pitting é necessária
Componentes que requerem estabilidade contra carburização e oxidação	Ambientes de processo químico úmido, onde condições redutoras e corrosão localizada são preocupações

Racional de seleção: - Escolha Incoloy 800 quando resistência em alta temperatura, resistência à oxidação e eficiência de custo forem prioridades e os fluidos de processo não forem agressivamente redutores ou ricos em cloreto. - Escolha Incoloy 825 quando a corrosão aquosa em ácidos redutores, a presença de cloreto ou a resistência à corrosão localizada forem um requisito primário.

9. Custo e Disponibilidade

• Custo relativo: Incoloy 825 é tipicamente mais caro do que Incoloy 800 devido ao maior Ni e à adição de Mo e Cu. Os preços de mercado flutuam com os mercados de níquel e molibdênio.
• Disponibilidade: Ambos os graus estão comumente disponíveis em todo o mundo em chapa, folha, bobina, tubo, tubo e barra. Incoloy 800 (e suas variantes de alta temperatura) é amplamente utilizado nas cadeias de suprimento de energia e petroquímica; 825 é uma seleção padrão nas cadeias de suprimento químico e offshore. Os prazos de entrega podem ser mais longos para formas de produtos especiais e grandes diâmetros ou espessuras.

10. Resumo e Recomendação

Tabela resumo (qualitativa):

Atributo	Incoloy 800	Incoloy 825
Soldabilidade	Muito boa (procedimentos padrão)	Muito boa (controles de procedimento recomendados)
Resistência–Tenacidade	Alta estabilidade térmica (especialmente 800H/HT)	Boa tenacidade; não para alto creep
Corrosão (ácido/cloreto)	Moderada (corrosão geral/oxidação)	Superior (ácidos redutores, resistência a pitting/fendas)
Custo	Mais baixo	Mais alto

Recomendações: - Escolha Incoloy 800 se: - A temperatura de serviço ou resistência à oxidação for um fator primário (por exemplo, trocadores de calor em alta temperatura, tubos radiantes). - O ambiente de processo não for fortemente redutor ou rico em cloreto e as pressões orçamentárias favorecerem uma liga de níquel-ferro-cromo de menor custo. - A resistência ao creep for necessária (selecione variantes 800H/800HT).

• Escolha Incoloy 825 se:
• O serviço contiver ácidos redutores (sulfúrico, fosfórico) ou concentrações significativas de cloreto onde a corrosão localizada ou SCC seja uma preocupação.
• Resistência superior a pitting, corrosão em fendas e ataque ácido for necessária, e o custo premium for justificado pela redução de manutenção e maior vida útil.
• A aplicação envolver químicas oxidantes e redutoras mistas onde as adições de Mo e Cu proporcionem vantagens claras.

Nota final: Ambas as ligas são escolhas de engenharia robustas; a seleção correta depende de uma revisão cuidadosa da química do processo, temperatura, carga mecânica (incluindo creep), restrições de fabricação e custo do ciclo de vida. Sempre confirme os requisitos químicos e mecânicos exatos com certificados de moinho e consulte especialistas em corrosão para ambientes de processo críticos ou novos.