Kai inžinierius išvardija an inconel dalis sudėtingam pritaikymui 625 lydinys ir lydinys 718 dažnai būna tame pačiame galutiniame sąraše. Abu yra nikelio pagrindu pagaminti superlydiniai, pasižymintys puikiu stabilumu aukštoje temperatūroje. Abu atsparūs oksidacijai. Abu yra strypų, plokštelių ir liejimo formų. Tačiau jie yra sukurti iš esmės skirtingiems gedimo režimams, o pasirinkus netinkamą, gali atsirasti ankstyva korozija arba per daug suprojektuotas komponentas, kuris padidina sąnaudas nepailgindamas tarnavimo laiko.
Skirtumas nėra susijęs su tuo, kuris lydinys yra „tvirtesnis“ ar „atsparesnis korozijai“ bendrąja prasme. Kalbama apie tai, kuris stiprinimo mechanizmas atitinka dominuojančią degradacijos grėsmę. Dėl atsparumo korozijai ir didelio temperatūros stabilumo Inconel 625 remiasi kieto tirpalo stiprinimu. Inconel 718 naudoja grūdinimą krituliais, kad būtų pasiektas labai didelis stiprumas, tačiau šis stiprumas turi temperatūros lubas. Supratimas, kur yra tos lubos ir kas vyksta už jų, yra kiekvieno atspirties taškas inconel dalis atrankos sprendimas.
Šis straipsnis skirtas aviacijos, naftos chemijos ir aukštos temperatūros įrangos inžinieriams ir pirkėjams, kuriems reikia veikiančios atrankos sistemos. Jame pagrindinis dėmesys skiriamas kiekvieno lydinio metalurginei logikai, vienai prieš kitą palankioms eksploatavimo sąlygoms ir gamybos aplinkybėms, kurios lemia, ar nurodytas lydinys veikia taip, kaip numatyta.
Pagrindinis skirtumas: kieto tirpalo stiprinimas ir kietėjimas krituliais
Paprasčiausias būdas įrėminti skirtumą yra toks: Inconel 625 stiprybės įgauna iš to, kas jame ištirpsta; „Inconel 718“ įgyja stiprumo iš to, kas iš jo išsiskiria.
Inconel 625 (UNS N06625) yra kietu tirpalu sustiprintas lydinys. Molibdenas (8-10%) ir niobis (3,15-4,15%) lieka ištirpę nikelio-chromo matricoje, iškraipydami kristalinę gardelę ir trukdydami dislokacijos judėjimui. Šis sutvirtinimas yra tiekiamas. Senėjimo gydymas nereikalingas. Tos pačios sudėties savybės, suteikiančios stiprumą, ypač didelis molibdeno ir chromo kiekis, taip pat užtikrina išskirtinį lydinio atsparumą korozijai. Inconel 625 iš tikrųjų yra korozijos lydinys, kurio stiprumas yra naudingas, o ne stiprus lydinys, kuris yra atsparus korozijai.
Inconel 718 (UNS N07718) veikia kitu principu. Senėjimo metu niobis (4,75–5,5 %) jungiasi su nikeliu, kad susidarytų gama dvigubo pradinio (Ni₃Nb) nuosėdos, kurios veikia kartu su gama pirminiu (Ni₃Al/Ti) ir suteikia pirminį stiprinamąjį poveikį. Tirpalu apdorotas 718 yra gana minkštas. Po sendinimo jo takumo riba siekia maždaug 1000–1100 MPa, priklausomai nuo gaminio formos ir specifikacijos, palyginti su paprastai atkaitinto 625 takumo riba 320–450 MPa. Šis skirtumas – maždaug du–tris kartus didesnis už takumo ribą – paaiškina, kodėl 718 dominuoja didelio įtempimo besisukančiose komponentuose.
Inconel 600, kartais sugrupuotas su šiais lydiniais bendrosiose diskusijose apie nikelio lydinį, yra Ni-Cr lydinys be molibdeno ar niobio priedų, kurie apibrėžia 625 ir 718. Jo stiprinimas ir atsparumas korozijai yra kuklesni ir nepatenka į šio palyginimo sritį.
Dėl an inconel dalis kai pagrindinė grėsmė yra chlorido įdubimas arba rūgštinis poveikis, 625 kieto tirpalo chemija yra svarbus pranašumas. Kai pagrindinė grėsmė yra nuovargis arba derlius esant didelei apkrovai esant vidutinei temperatūrai, 718 nuo kritulių atspari struktūra yra tinkamas pasirinkimas. Likusioje šio straipsnio dalyje nagrinėjama, kur šios sąlygos iš tikrųjų atsiranda.
Kaip temperatūra ir korozijos sąlygos lemia pasirinkimą
Inconel 625: Korozijos dominuojanti paslauga ir suvirintos konstrukcijos
Inconel 625 yra numatytoji specifikacija, kai atsparumas korozijai yra lemiamas veiksnys. Jame esantis molibdeno kiekis užtikrina atsparumą duobėms ir plyšinei korozijai aplinkoje, kurioje yra chlorido, o atsparumo duobėms ekvivalentinis skaičius (PREN) yra žymiai didesnis nei 718 dėl didesnio molibdeno kiekio. Jūros vandenyje, rūgščių proceso srautuose ir rūgščių dujų paslaugoje dėl šio atsparumo pasirenkamas 625, o ne didesnės stiprumo alternatyva. Lydinys naudojamas povandeninėms linijoms, cheminio apdorojimo įrangai, įskaitant vožtuvus ir šilumokaičius, ir jūrų išmetimo sistemoms.
625 laipsnių temperatūros gebėjimas dažnai yra neteisingai suprantamas. Lydinys išlaiko naudingą stiprumą ir atsparumą oksidacijai iki maždaug 980 °C, o kai kurie šaltiniai nurodo iki 1093 °C tam tikrų gaminių formų naudojimo temperatūrą. Tačiau „naudinga jėga“ esant 980 °C temperatūrai nėra tas pats, kas didelė laikomoji galia, kurią 718 užtikrina žemesnėje temperatūroje. Inconel 625 aukštoje temperatūroje parenkamas dėl atsparumo oksidacijai ir struktūrinio stabilumo, o ne dėl takumo ribos esant didelei apkrovai.
Ne mažiau svarbus yra 625 gamybos pranašumas. Lydinys gali būti naudojamas suvirintas be terminio apdorojimo po suvirinimo ir yra atsparus tarpkristalinei korozijai net suvirintas. Suvirintoms konstrukcijoms, suvirintoms perdangoms ir sudėtingiems gaminiams, kai senėjimo ciklas po suvirinimo sukeltų iškraipymus arba padidintų išlaidas, šis paprastumas yra praktinis pasirinkimo kriterijus. Lydinys dažniausiai naudojamas kaip suvirinimo perdanga ant anglinio plieno rūgščiam naudojimui, kai danga užtikrina atsparumą korozijai, nereikalaujant viso komponento terminio apdorojimo.
„Inconel 718“: stiprybės valdoma paslauga po senėjimo lango
„Inconel 718“ yra dominuojantis superlydinys, naudojamas esant dideliam įtempimui, esant žemesnei nei 650 °C temperatūrai. Reaktyvinių variklių turbinų diskai, didelio tvirtumo tvirtinimo detalės, alyvos ir dujų gręžinių įrankiai ir raketinių variklių turbosiurbliai – visa tai priklauso nuo 718 senstavo stiprumo. Šiame diapazone lydinio šliaužimo ir plyšimo įtempimo savybės yra puikios.
Virš šios temperatūros stiprinimo mechanizmas pradeda veikti. Gama dvigubos pirminės nuosėdos, kurios suteikia 718 stiprumą, susiaurėja ir virsta delta faze, esant maždaug 650°C ir aukštesnei temperatūrai, dėl ko prarandama jėga. Tai nėra laipsniškas nuosmukis, kurį galima valdyti naudojant saugos veiksnį. Tai fazinė transformacija, pakeičianti pagrindinį lydinio elgesį. Ilgalaikiam eksploatavimui aukštesnėje nei 650–700°C temperatūroje 718 nebėra tinkamas pasirinkimas dėl stiprumo, nepaisant jo kambario temperatūros savybių. Tiksli viršutinė riba priklauso nuo streso lygio ir reikalingo tarnavimo laiko, tačiau mechanizmas nustato praktinę ribą, kurios negalima kurti neribotą laiką.
Inconel 718 turi naudingą atsparumą korozijai. Tinkamai atsparus oksidacijai ir daugeliui vandeninių terpių struktūriniam naudojimui. Tačiau agresyvioje chlorido arba redukuojančios rūgšties aplinkoje mažesnis molibdeno kiekis (2,8–3,3 %) ir didesnis geležies kiekis daro jį mažiau atsparų nei 625. inconel dalis 718 nurodytas ėsdinančiam naudojimui gali būti per didelis stiprumas ir nepakankamas atsparumas korozijai. Pasirinkimo logika turėtų būti vykdoma pagal dominuojantį gedimo režimą, o ne pirmenybę „aukštesnio našumo“ lydiniui.
Įprastos „Inconel“ dalių formos ir kur tinka kiekvienas lydinys
Vožtuvų korpusai ir cheminio apdorojimo komponentai
Cheminio apdorojimo metu vožtuvų korpusai ir vidiniai komponentai susiduria su korozinės terpės, erozinio srauto ir sandarinimo paviršiaus reikalavimų deriniu. Kai proceso sraute yra chloridų, redukuojančių rūgščių arba jūros vandens aušinimo, Inconel 625 yra tinkama specifikacija. Jame esantis molibdeno kiekis pašalina duobių ir plyšių koroziją flanšuose ir sandarinimo paviršiuose, o suvirintas naudojimas supaprastina sudėtingų vožtuvų geometrijų gamybą.
„Inconel 718“ chemijos pramonėje pirmiausia naudojamas aukšto slėgio tvirtinimo detalėse ir konstrukcinėse dalyse, kur pagrindinis reikalavimas yra stiprumas, o ne sudrėkintose dalyse, veikiamose agresyvios chemijos. Dėl an inconel dalis kuri apjungia abi funkcijas – didelio įtempimo komponentą, kuris taip pat liečiasi su korozinėmis terpėmis – pasirenkant gali prireikti kompromiso arba visiškai kito lydinio.
Patvirtinimo pastaba: Dabartiniai svetainės gaminių puslapiai apima Inconel 600 ir Inconel 718. Inconel 625 dalių prieinamumas turi būti patvirtintas prieš nurodant 625 kaip tiekiamą medžiagą.
Turbinų sandarikliai, diskai ir didelio įtempimo besisukančios dalys
Orlaiviuose ir dujų turbinose 718 yra numatytasis turbinų diskų, kompresoriaus diskų, velenų ir didelio įtempimo statinių komponentų, veikiančių žemesnėje nei 650 °C temperatūroje, parametras. Šiame temperatūros diapazone sunku pakeisti lydinio aukštą takumo ribą, atsparumą nuovargiui ir atsparumą įtempimams. Turbinos sandarikliai, kuriems būdinga didelė kontaktinė apkrova ir šiluminis ciklas, dažnai nurodomi 718, kai sandariklio paviršiai nėra veikiami stipraus korozijos poveikio.
Inconel 625 atsiranda variklio išmetimo sistemose, kanaluose ir komponentuose, kur atsparumas oksidacijai ir atsparumas korozijai yra svarbesni už laikomąją galią. Turbinos aplinkoje renkantis vieną iš šių dviejų dalykų paprastai kyla aiškus klausimas: ar dalis pirmiausia yra konstrukcinės apkrovos kelias, ar pirmiausia izoliavimo ir srauto komponentas? Pirmasis palankumas 718; antrasis palankus 625.
Kolektoriai, tvirtinimo detalės ir išmetimo komponentai
Tvirtinimo detalės yra klasikinė 718 programa. Didelė išankstinė apkrova, atsparumas įtempių atsipalaidavimui ir atsparumas nuovargiui veikiant ciklinei apkrovai yra pagrindiniai reikalavimai, o 718 senėjimo stiprumas ir įtempių plyšimo charakteristikos tiesiogiai juos atitinka. 625 nurodytai aukštos temperatūros varžtinei jungčiai greičiausiai reikės didesnio tvirtinimo elemento arba mažesnės išankstinės apkrovos, kad būtų pasiektas lygiavertis našumas, o tai padidintų svorį ir sudėtingumą.
Išmetimo kolektoriai ir panašūs komponentai yra labiau niuansuoti. Jei darbinė temperatūra išlieka žemesnė nei 650°C, o aplinka oksiduojasi, bet nėra labai ėsdinanti, 718 yra pagrįstas pasirinkimas. Jei išmetamųjų dujų sraute yra chlorido turinčių kondensatų arba rūgščių, 625 atsparumas korozijai gali viršyti 718 stiprumo pranašumą. Sprendimas turėtų būti pagrįstas faktine dujų chemija ir metalo temperatūra, o ne bendra prielaida, kad visada geriau naudoti didesnį stiprumą.
Gamybos ir liejimo iššūkiai: 625 prieš 718
Apdirbimo elgsena
Abu lydinius sunku apdirbti, palyginti su nerūdijančiu plienu, tačiau dėl skirtingų priežasčių. Atkaitintas Inconel 625 yra lipnus ir greitai kietėja. Skiedros yra ilgos ir dygliuotos, įrankis greičiau susidėvi, o medžiaga linkusi stumtis nuo pjovimo briaunos, o ne švariai kirpti. Aštrūs įrankiai, aukšto slėgio aušinimo skystis ir konservatyvus padavimas yra būtini, kad būtų išvengta sukietėjusio paviršiaus sluoksnio, kuris apsunkina tolesnius veiksmus.
Inconel 718 paprastai apdirbamas tirpalu arba iš dalies sendinamas, o po apdirbimo sendinamas. Didesnis absoliutus kietumas reiškia, kad įrankio susidėvėjimas yra pagrindinis rūpestis, tačiau drožlių susidarymas yra labiau nuspėjamas, o matmenų valdymas paprastai yra geresnis nei naudojant 625. Jei dalis sendinama prieš galutinį apdirbimą, kietumas toliau didėja, o apdirbimas tampa žymiai sunkesnis. Praktinis požiūris daugeliui inconel dalis Gamyba yra neapdorota mašina minkštesnėje būsenoje, pasenusi, tada užbaigiama mašina, atsižvelgiant į matmenų pokyčius, kuriuos sukelia senėjimas.
Suvirinimas ir apdorojimas po suvirinimo
Inconel 625 galima suvirinti ir pradėti naudoti be terminio apdorojimo po suvirinimo, o lydinys atsparus tarpkristalinei korozijai net ir suvirintas. Tai tikras gamybos pranašumas dideliems arba sudėtingiems mazgams, kai senėjimo ciklas po suvirinimo būtų nepraktiškas arba iškraipytų. Lydinys taip pat plačiai naudojamas kaip suvirinimo perdanga apsaugai nuo korozijos, dengiama ant anglinio plieno arba žemesnio legiruoto pagrindo, nereikalaujant gatavo komponento terminio apdorojimo.
Inconel 718 yra suvirinamas, tačiau suvirintus komponentus paprastai reikia senti po suvirinimo, kad būtų atkurtas tvirtumas suvirinimo ir karščio paveiktoje zonoje. Pats suvirinimo procesas gali sukurti į liejinį panašią mikrostruktūrą su segregacija, kuri turi įtakos vėlesniam senėjimo atsakui. Suvirintoms 718 konstrukcijoms terminio apdorojimo ciklas tampa kritinio gamybos kelio dalimi, o ne pasirenkamu apdailos etapu.
Liejimo svarstymai
Abu lydiniai gali būti liejami, tačiau proceso valdymo reikalavimai skiriasi. Inconel 718 turi pakankamai niobio, kad kietėjimo metu gali susidaryti Laves fazė. Ši fazė kenkia mechaninėms savybėms ir turi būti ištirpinta apdorojant tirpalu prieš senstant. Standartinis liejinio 718 terminis apdorojimas, kaip aprašyta AMS 5383, apima homogenizavimą, po to apdorojimą tirpalu ir dviejų pakopų sendinimo ciklą. 718 liejimo procesas ir terminio apdorojimo grafikas turi būti suprojektuoti kaip integruota sistema, o ne kaip atskiros operacijos. „Inconel 625“ yra atlaidesnis liejant, nors storų ruožų segregacijos kontrolė išlieka svarbi.
Dėl an inconel dalis kuriam reikalingas liejimas ir didelis stiprumas, 718 terminis apdorojimas yra neatsiejama norint pasiekti nurodytas savybes. Lietas 718 komponentas, kuris nebuvo tinkamai apdorotas atsižvelgiant į tirpalą ir senėjimą, nesuteiks tokio stiprumo, kokį rodo lydinio žymėjimas.
Pasirinkimo patvirtinimo kontrolinis sąrašas
Šis kontrolinis sąrašas skirtas naudoti prieš pateikiant citatą arba projekto peržiūrą, siekiant patvirtinti, kad lydinio pasirinkimas atitinka dominuojančius aptarnavimo reikalavimus.
| Patvirtinimo klausimas | Jei Taip | Jei Nr |
| Ar pirminis gedimo būdas yra korozija (įdubimas, plyšys, rūgštinis poveikis)? | 625 yra tinkamas atskaitos taškas | Pereikite prie kito klausimo |
| Ar nuolatinė eksploatavimo temperatūra viršija maždaug 650°C? | 625 arba kita lydinio šeima; Prarandamas 718 jėgos pranašumas | Pereikite prie kito klausimo |
| Ar detalės takumo riba yra didesnė nei maždaug 800–900 MPa? | 718 (senumo būklė) | Pereikite prie kito klausimo |
| Ar komponentas yra suvirintas gaminys, kurio negalima sendinti po suvirinimo? | 625 | 718 gali būti svarstomas |
| Ar esant vidutinei temperatūrai yra ir korozija, ir didelis įtempis? | Reikalingas konkretus atvejo įvertinimas; korozijos rizika paprastai yra palanki 625 | — |
Šioje lentelėje pateikta 800–900 MPa slenkstis yra praktinis skirtumas tarp tipinio atkaitinto 625 ir 718 sendinimo takumo ribos. Tai nėra specifikacijos riba. Galutinė medžiagos parinkimas turėtų būti pagrįstas faktiniais projektavimo reikalavimais ir konkrečiais konkrečiais standartais inconel dalis.
DUK
Ar Inconel 718 stipresnis už 625 esant bet kokiai temperatūrai?
Nr. 718 stiprumo pranašumas priklauso nuo gama dvigubų pirminių nuosėdų, kurios išlieka stabilios žemesnėje nei 650 °C temperatūroje. Virš šios temperatūros nuosėdos sutirštėja ir virsta, o stiprumo pranašumas mažėja. Inconel 625 kieto tirpalo stiprinimas nepriklauso nuo nuosėdų fazės ir išlieka efektyvus aukštesnėje temperatūroje, nors ir esant mažesniam absoliutaus stiprumo lygiui.
Ar „Inconel 625“ gali būti senesnis, kad atitiktų 718 stiprumą?
Ne. Inconel 625 sudėtyje nėra titano, aliuminio ir niobio balanso, reikalingo reikšmingam kritulių kietėjimo atsakui. Jo stiprumą suteikia molibdenas ir niobis kietame tirpale, o senstant nesusidaro gama dvigubos pirminės nuosėdos, kurios sustiprina 718.
Kuris lydinys yra geresnis jūros vandeniui?
Inconel 625. Jame esantis molibdeno kiekis užtikrina atsparumą taškinei ir plyšinei korozijai, o PREN yra žymiai didesnis nei 718, ir jis yra specialiai skirtas jūros vandens tiekimui, įskaitant vamzdynus, jungiamąsias detales ir jūrinius komponentus. Inconel 718 yra pakankamai atsparus korozijai daugelyje aplinkų, bet nėra tinkamiausias pasirinkimas agresyviam chlorido naudojimui.
Kodėl Inconel 718 reikalingas senėjimo gydymas?
Apdorojus tirpalu, 718 legiravimo elementai daugiausia lieka tirpale, o lydinys yra gana minkštas. Senėjimas nusodina gama dvigubą pradą (Ni₃Nb), kuris trukdo dislokacijos judėjimui ir sukuria didelį stiprumą, kuriam nurodytas lydinys. Nesenstant 718 dalis nepasiekia numatytų mechaninių savybių.
Ar abu lydiniai gali būti investuojami?
Taip. Abu gali būti pagaminti investicinio liejimo būdu. Liejant Inconel 718 reikia apdoroti tirpalu, kad ištirptų kietėjimo metu susidariusia Laves fazė, o po to sendinama, kad būtų išvystytas stiprumas. Terminis apdorojimas yra esminė gamybos proceso dalis, o ne pasirenkamas žingsnis. „Inconel 625“ liejinys yra šiek tiek atlaidesnis, nors storoms sekcijoms tebėra svarbi segregacijos kontrolė.
Kitas veiksmas: suderinkite mechanizmą su gedimo režimu
Pasirinkimas tarp Inconel 625 ir 718 inconel dalis turėtų kilti vienas organizacinis klausimas: koks yra dominuojantis degradacijos mechanizmas? Jei korozija – įdubimai, įtrūkimai, rūgštinės arba chloridinės terpės – yra patikima grėsmė, 625 kieto tirpalo chemija ir molibdeno kiekis ją veikia tiesiogiai, o suvirintas jo naudojimas supaprastina gamybą. Jei pagrindinis reikalavimas yra didelis įtempis, nuovargis arba našumas esant žemesnei nei 650 °C apkrovai, 718 atsparumas kritulių poveikiui yra atitinkama specifikacija, jei laikomasi temperatūros lubų.
Tais atvejais, kai yra korozija ir didelis įtempis, nė vienas lydinys nėra universalus sprendimas. Vertinant reikėtų pasverti korozijos gedimo ir mechaninio gedimo pasekmes ir apsvarstyti, ar kita medžiaga arba paviršiaus apsaugos metodas galėtų veiksmingiau patenkinti abu reikalavimus.
Galima peržiūrėti Inconel dalių specifikacijos, įskaitant Inconel 600 ir Inconel 718 produktų informaciją, apsilankykite atitinkamuose gaminių puslapiuose. Jei naudojate „Inconel 625“ dalis arba pagal užsakymą išlietas ir apdorotas bet kurio lydinio komponentus, prieš nurodydami patvirtinkite esamą gamybos apimtį ir terminio apdorojimo galimybes.
