Inconel 718 yra retas nikelio lydinys, kurio stiprumas neegzistuoja tol, kol jo nesukuria terminis apdorojimas. Atkaitintos būklės tai kukli 1000 MPa-klasės medžiaga; po dviejų-pakopų nusodinimo apdorojimo jis pasiekia 1270 MPa minimalų tempimą, o išeiga viršija 1030 MPa, ir dėl šio skirtumo yra visa priežastis, kodėl lydinys yra nurodytas besisukančiose mašinose ir slėginėje įrangoje.
Kas yra Inconel 718
Inconel 718 (UNS N07718, EN 2.4668)yra nusodinant -kietinamas nikelio-chromo-geležies lydinys, sustiprintas dviem intermetalinėmis fazėmis: gama dvigubu-pirminiu (g″, Ni3Nb) kaip pirminė kietėjimo fazė ir gama pirminiu (g′, Ni3(Al, Ti)) kaip antrine faze.
Lydinys yra neįprastas tarp nikelio superlydinių, nes jo senėjimo{0}}kietėjimo reakcija yra lėta, todėl jį galima suvirinti be įtrūkimų, kurie kenkia greitai senstantiems lydiniams, pvz., X-750. Jis išlaiko didelį stiprumą nuo kriogeninės temperatūros iki maždaug 650 laipsnių (1200 laipsnių F), o tai yra darbinis vokas, nurodytas daugumoje duomenų lapų, skirtų ilgalaikiam aptarnavimui.
| Prekė | Vertė |
|---|---|
| UNS numeris | N07718 |
| LT / Werkstoff numeris | 2.4668 |
| Įprasti vardai | Inconel 718, lydinys 718, nikelis 718, NiCr19Fe19Nb5Mo3 (sutrumpintai EN) |
| Šeima | Krituliai-kietinamas Ni-Cr-Fe-Nb-Mo |
| Stiprinimo mechanizmas | g″ (Ni3Nb) pirminis + g′ (Ni3(Al,Ti)) antrinis |
| Tankis | 8,19 g/cm3 (0,296 svaro/3 colio) |
| Lydymosi diapazonas | 1320–1390 laipsnių (2410–2540 laipsnių F) |
| Naudojamas paslaugų diapazonas | -250 laipsnių iki +650 laipsnių ilgalaikis |
Cheminė sudėtis
Žemiau pateikta sudėtis yra standartinis priėmimo vokas, naudojamas AMS 5662 / AMS 5663 ir ASTM B637 strypams ir kaltiniams gaminiams. Niobis yra pagrindinis elementas: senėjimo metu jis sudaro Ni3Nb gama dvigubas{5}}pagrindines nuosėdas, o jo diapazonas yra griežtai kontroliuojamas, nes per mažas niobio kiekis sumažina kietėjimo reakciją, o per didelis kiekis skatina segregaciją ir Laves fazę. Geležis čia nėra priemaiša, o apgalvotas pusiausvyros elementas, lėtinantis senėjimo reakciją ir pagerinantis apdirbamumą.
| Elementas | min (%) | Maks. (%) | Vaidmuo |
|---|---|---|---|
| Nikelis + kobaltas (Ni+Co) | 50.0 | 55.0 | Bazinė matrica; aukštoje{0}}temperatūroje |
| Chromas (Cr) | 17.0 | 21.0 | Atsparumas oksidacijai ir korozijai |
| Geležis (Fe) | Balansas | - | Matricos balansas; sulėtina senėjimo reakciją į suvirinamumą |
| Niobis + tantalas (Nb + Ta) | 4.75 | 5.50 | Formos g″; pagrindinis kietėjimo elementas |
| Molibdenas (Mo) | 2.80 | 3.30 | Tvirtas{0}}sprendimo stiprinimas |
| Titanas (Ti) | 0.65 | 1.15 | Formos g′; ko-nuosėdos |
| Aliuminis (Al) | 0.20 | 0.80 | Formos g′; ko-nuosėdos |
| Kobaltas (Co) | - | 1.00 | Priemaišų riba pagal daugumą specifikacijų |
| Anglis (C) | - | 0.08 | Laikoma žemai, kad karbidas nesutrupėtų |
| Manganas (Mn) | - | 0.35 | Priemaišų kontrolė |
| Silicis (Si) | - | 0.35 | Priemaišų kontrolė |
| Fosforas (P) | - | 0.015 | Priemaišų kontrolė |
| Siera (S) | - | 0.015 | Priemaišų kontrolė; labai svarbus karštam apdirbimui |
| Varis (Cu) | - | 0.30 | Priemaišų riba |
| Boras (B) | - | 0.006 | Mikro-lydinys grūdėtumo-ribai |
Kritulių mechanizmas: kodėl terminis apdorojimas sukuria jėgą
Atkaitintoje būsenoje Inconel 718 yra kieto tirpalo lydinys, kurio vidutinis stiprumas, maždaug 1030 MPa minimalus tempimas, esant AMS 5662 sąlygoms.
Terminis apdorojimas nusodinant lydinį pasiekia 185 ksi (1276 MPa) minimalų tempimą, nes dėl to mikrostruktūroje įvyksta du dalykai: niobio, titano ir aliuminio atomai, kurie po apdorojimo tirpalu yra ištirpę matricoje, iš tirpalo išeina nanometrų- mastelio Ni3Nb ir Ni3 (Al,Ti) dalelių pavidalu. ir tos dalelės prisega dislokacijos judesį, kuris kitu atveju leistų plastinę deformaciją.
Dviejų{0}}pakopų sendinimo ciklas egzistuoja, nes dvi fazės reaguoja esant skirtingoms temperatūroms: pirmame žingsnyje esant 1325 °F susidaro g″ fazės branduoliai, o antrajame 1150 °F temperatūroje ji užauga iki tokio dydžio, kuris užtikrina optimalų stiprumo{3}}tvirtumo balansą. Praleidus arba sutrumpinus bet kurį žingsnį, lydinys nėra -sukietėjęs, todėl terminio
Pristatymo sąlygos: AMS 5662, AMS 5663 ir AMS 5664
Inconel 718 strypų, kaltinių ir vamzdžių pirkime dominuoja trys AMS sąlygos. Jie yra tos pačios chemijos; Skirtumas yra tik terminio -apdorojimo būsena ir kiekvienas iš jų turi skirtingą užduotį tiekimo grandinėje.
| Specifikacija | Būklė | Minimalios savybės (kambario temperatūra) | Įprastas naudojimas tiekimo grandinėje |
|---|---|---|---|
| AMS 5662 | Tirpalas apdorotas (atkaitintas) | UTS 1034 MPa (150 ksi) min., YS 517 MPa (75 ksi) min. | Apdirbimo žaliava; pakankamai minkštas, kad būtų lengva pjaustyti |
| AMS 5663 | Apdorotas tirpalu + sukietintas nuosėdomis | UTS 1276 MPa (185 ksi) min., YS 1034 MPa (150 ksi) min., EL 12% min., RA 15% min. | Aptarnauti-paruoštos besisukančios techninės įrangos ir slėgio dalys |
| AMS 5664 | Didesnio-stiprumo šaltai-dirbtas + sendintas variantas | Stiprumu viršija AMS 5663 | Tvirtinimo detalės ir dalys, kurioms reikia didžiausio stiprumo |
Vamzdynams ir slėginei įrangai pirkimo logika yra tokia: užsakykite AMS 5662, kai detalę pirmiausia reikia apdirbti arba sulenkti, o vėliau grūdinti, ir užsakyti AMS 5663, kai detalė pristatoma galutinės būklės.
Dažna tiekimo klaida yra prašymas AMS 5663 vamzdžio, o po to apdirbimas ar šaltas-lenkimas namuose, o tai veikia-kietėja ir gali iškreipti dalį, kuri jau buvo visiškai tvirta; teisingas būdas apdirbti-iš-neapdorotų dalių yra AMS 5662, po kurio seka kontroliuojamas senėjimo ciklas.
Šilumos apdorojimo maršrutas
Standartinis AMS 5663 grūdinimo nuosėdomis ciklas yra dviejų{1}}pakopų apdorojimas. Apdorojimas tirpalu prieš senėjimą ištirpina kietėjančius elementus ir nustato grūdelių dydį; senėjimo etapai formuojasi branduoliais ir išaugina nuosėdas.
| Žingsnis | Temperatūra | Laikas / Aušinimas | Tikslas |
|---|---|---|---|
| Tirpalo atkaitinimas | 927–1010 laipsnių (1700–1850 laipsnių F) | Laikykite pagal sekcijos dydį, vėsinkite oru arba greičiau | Ištirpinkite Nb, Ti, Al; nustatyti grūdelių dydį |
| 1 senėjimo etapas | 718 laipsnių (1325 laipsnių F) | 8 valandos | Branduolių g″ (Ni3Nb) fazė |
| 2 senėjimo etapas | 621 laipsnis (1150 laipsnių F) | Krosnies vėsinimas nuo 1 žingsnio; bendras senėjimo laikas 18 val.; oro vėsinimas | Išauginkite g″ ir g′ iki optimalaus dydžio |
1325/1150 laipsnių F maršrutas yra AMS standartas. Pastaba gamintojams: po grūdinimo krituliais lydinys susitraukia apie 0,0008 in/in, todėl tikslūs -apdirbti matmenys turėtų būti nustatyti prieš senėjimą arba susitraukimas turi būti įtrauktas į apdirbimo atsargą.
Fiziniai ir mechaniniai duomenys
Toliau pateiktoje lentelėje fizinės konstantos sujungiamos su būdingu mechaniniu elgesiu temperatūroje. Kambario-temperatūros minimumai yra sutartiniai, o padidintos{2}}temperatūros skaičiai yra tipinės projektavimo gairės.
| Turtas | Vertė |
|---|---|
| Tankis | 8,19 g/cm3 |
| Tamprumo modulis, kambario temperatūra | 200 GPa (29 x 10³ ksi) |
| Vidutinis CTE, 20–300 laipsnių | 13.9 µm/m·K |
| Šilumos laidumas, kambario temperatūra | 11.4 W/m·K |
| UTS, atkaitintas (AMS 5662 min.) | 1034 MPa |
| UTS, senas (AMS 5663 min.) | 1276 MPa |
| YS, senas (AMS 5663 min.) | 1034 MPa |
| Pailgėjimas, sendintas (AMS 5663 min.) | 12% |
| Kietumas, sendintas (tipiškas) | 331 HBW min (maždaug 36 HRC) |
Aukšta{0}}temperatūra ir kriogeninis elgesys
Ta pati kritulių struktūra, kuri suteikia 718 kambario temperatūros stiprumą, yra stabili iki maždaug 650 laipsnių, todėl lydinys turi naudingą tempimo ir valkšnumo stiprumą turbinų ir gręžinių diapazone. Įprastos sendintos savybės 650 laipsnių kampu vis dar rodo maždaug 1100 MPa tempimą, o įtempių{6}}trūkimo charakteristikos yra priežastis, dėl kurios 718 yra standartinis besisukantis{8}}aparatinės įrangos lydinys.
Kitame apvalkalo gale austenitinė matrica neturi trapios -į-trapus perėjimo, todėl lydinys plačiai naudojamas kriogeninėse talpyklose ir vožtuvuose iki skysto -vandenilio temperatūros. Dėl šio derinio, didelio stiprumo esant abiem kraštutinėms temperatūroms ir suvirinamumu, yra priežastis, dėl kurios joks kitas nikelio lydinys neatitinka jo specifikacijos aviacijos ir kosmoso bei naftos{4}}ir{5}}dujose.
Suvirinimas ir gamyba
Inconel 718yra suvirintas atitinkamu ERNiFeCr-2 klasės nikelio{0}}baziniu užpildu (AWS A5.14), pažįstama Inconel 718 užpildų šeima. Lydinys gali būti suvirintas arba atkaitintas, arba sendintas; lėto senėjimo reakcija reiškia, kad šilumos paveikta zona po suvirinimo nesutrūkinėja taip, kaip greitai senstantys lydiniai.
Kai suvirinama atkaitintoje būsenoje ir pasendinama, suvirinimo metalas sukuria didelę pagrindinio metalo stiprumo dalį, todėl suvirinimo siūlės paprastai projektuojamos kaip AMS 5662 medžiaga ir po-suvirinimo senėjimo ciklas. Atkaitintoje būsenoje šaltasis formavimas yra paprastas; sendinta medžiaga yra pakankamai tvirta, todėl formavimas turėtų būti atliktas prieš sukietėjimą krituliais. Apdirbimo pastabos atspindi kitus nikelio lydinius: standžią sąranką, teigiamą padavimą ir aštrius įrankius, kad būtų išvengta sukietėjimo.
Standartai ir gaminių formos
| Forma | Valdymo standartas | Tipiškas diapazonas |
|---|---|---|
| Strypas, strypas, viela | ASTM B637 / AMS 5662, 5663, 5664 | Skersmuo 6–300 mm |
| Besiūliai vamzdžiai ir vamzdeliai | AMS 5662 maršrutas pagal projekto specifikaciją | OD 21,3–168,3 mm (NPS 1/2–6) |
| Plokštė, lakštas, juostelė | ASTM B670 / AMS 5596, 5597 | Storis 0,5–100 mm |
| Kaltiniai ir žiedai | ASTM B637 | Pagal piešinį |
| Tvirtinimo detalės | AMS 5662/5663 + NACE MR0175 variantai | Pagal piešinį |
Programos
- Orlaiviai: turbinų diskai, kompresoriaus mentės, variklio velenai, korpusai ir tvirtinimo detalės
- Raketiniai varikliai: turbosiurbliai, korpusai, traukos komponentai
- Nafta ir dujos: gręžinių įrankiai, MWD/LWD korpusai, siurblių velenai, apsauginiai vožtuvai, šulinio galvutės komponentai pagal NACE MR0175 / API 6A CRA
- Kriogeninis: SGD ir vandenilio rezervuarai, vožtuvai, perdavimo vamzdynai
- Branduolinis: reaktoriaus vidinės dalys ir valdymo{0}}stulpelio komponentai
- Pramonė: aukštos{0}}temperatūrinės spyruoklės, tvirtinimo detalės, štampai ir įrankiai
Dažnos viešųjų pirkimų klaidos
- AMS 5663 vamzdžio užsakymas ir apdirbimas namuose, prarandant pasenusią būklę apdirbtame paviršiuje
- Darant prielaidą, kad visi 718 sertifikatų yra vienodi: PO turi būti nurodyta sąlyga (atkaitinta prieš pasenusią).
- Praleidus antrąjį 1150 laipsnių F sendinimo žingsnį, dėl kurio lydinys nėra -sukietėjęs
- Nepaisoma 0,0008 in/in senėjimo susitraukimo tiksliuose matmenyse
- Ant 718 naudojamas 625 klasės užpildas, kuris keičia suvirinimo metalo chemiją ir sumažina senėjimo stiprumą
DUK
K: Kuo skiriasi AMS 5662 ir AMS 5663 Inconel 718?
AMS 5662 yra tirpalo atkaitinimo būsena, kurios minimalus tempimas yra maždaug 1034 MPa; AMS 5663 yra ta pati nusodinimo medžiaga,{4}}sukietinta iki 1276 MPa minimalaus tempimo. Užsakymas 5662 apdirbimui ir formavimui, tada amžius; užsakykite 5663, kad gautumėte techninei priežiūrai paruoštas dalis.
Kl .: Kaip „Inconel 718“ sukietėja?
Dviejų{0}}pakopų amžius: 8 valandos 718 laipsnių (1325 laipsnių F), tada krosnis atvėsinama iki 621 laipsnio (1150 laipsnių F), bendras brandinimo laikas yra 18 valandų, tada atvėsinamas oru. Gydymo metu nusodinamos Ni3Nb (g″) ir Ni3(Al,Ti) (g′) fazės, kurios prisega dislokacijas.
K: Kokią temperatūrą gali atlaikyti Inconel 718?
Ilgalaikis aptarnavimas iki maždaug 650 laipsnių (1200 laipsnių F), geras kriogeninis veikimas iki -250 laipsnių. Virš 650 laipsnių g″ fazės perviršis ir stiprumas sumažėja.
K: Ar Inconel 718 galima suvirinti?
Taip, neįprastai nusodintam nikelio lydiniui{0}}, nes jo senėjimo reakcija yra lėta. Naudokite užpildą ERNiFeCr-2; suvirinti atkaitintą ir vėliau pasenti, kad suvirinimo siūlė būtų beveik -netauriųjų metalų.
K: Kokie standartai taikomi Inconel 718?
ASTM B637 (stypas ir kaltiniai), ASTM B670 (plokštės), AMS 5662/5663/5664 (orlaivių erdvės sąlygos), plius NACE MR0175/ISO 15156 ir API 6A CRA variantai, skirti naftai ir dujoms.
Kl.: Ar Inconel 718 gali būti naudojamas rūgščių paslaugoms?
Taip, 718 yra vienas iš nedaugelio didelio stiprumo lydinių, įtrauktų į NACE MR0175/ISO 15156 rūgščioje aplinkoje, su kietumo ribomis, kurios turi būti patvirtintos sertifikate
