Кога инженерот ќе наведе еден инконел дел за бараната апликација, Alloy 625 и Alloy 718 често се појавуваат на истата потесна листа. И двете се суперлегури на база на никел со одлична стабилност при високи температури. И двете се спротивставуваат на оксидацијата. И двете се достапни во шипки, чинии и лиени форми. Сепак, тие се дизајнирани за фундаментално различни начини на неуспех, а изборот на погрешен може да доведе до предвремена корозија или до претерано дизајнирана компонента што додава цена без додавање на работниот век.
Разликата не е за тоа која легура е „посилна“ или „поотпорна на корозија“ во општа смисла. Се работи за тоа кој механизам за зајакнување одговара на доминантната закана за деградација. Inconel 625 се потпира на зајакнување на цврст раствор поради неговата отпорност на корозија и широка температурна стабилност. Inconel 718 користи стврднување со врнежи за да постигне многу висока јачина, но таа јачина има температурен плафон. Разбирањето каде се наоѓа тој таван и што се случува надвор од него, е почетна точка за секој инконел дел одлука за избор.
Оваа статија е напишана за инженери и купувачи за воздушна, петрохемиска и опрема за висока температура на кои им е потребна работна рамка за избор. Тој се фокусира на металуршката логика зад секоја легура, условите за услуга кои фаворизираат една пред друга, и размислувањата за изработка кои одредуваат дали наведената легура функционира како што е планирано.
Основната разлика: Зајакнување на цврст раствор наспроти стврднување со врнежи
Наједноставниот начин да се постави разликата е овој: Инконел 625 ја добива својата сила од она што е растворено во него; Инконел 718 ја добива својата сила од она што се таложи од него.
Inconel 625 (UNS N06625) е легура зајакната со цврст раствор. Молибден (8-10%) и ниобиум (3,15-4,15%) остануваат растворени во никел-хром матрицата, искривувајќи ја кристалната решетка и го попречуваат движењето на дислокацијата. Ова зајакнување е присутно во состојба како што се снабдува. Не е потребен третман за стареење. Истите карактеристики на составот што обезбедуваат цврстина - особено високата содржина на молибден и хром - исто така создаваат исклучителна отпорност на корозија на легурата. Inconel 625 е, всушност, легура на корозија која има корисна цврстина, наместо легура на јачина што се спротивставува на корозија.
Inconel 718 (UNS N07718) работи на поинаков принцип. Ниобиумот (4,75-5,5%) се комбинира со никелот за време на стареењето за да формира талог со двојна гама (Ni3Nb), работејќи заедно со гама прајм (Ni3Al/Ti) за да го обезбеди примарниот ефект на зајакнување. Во состојба третирана со раствор, 718 е релативно мек. По стареењето, неговата издржливост достигнува приближно 1000-1100 MPa во зависност од формата и спецификациите на производот, во споредба со вообичаено 320-450 MPa за жарените 625. Таа разлика - приближно два до три пати поголема од јачината на отстапување - објаснува зошто 718 доминира во ротирачките компоненти со висок стрес.
Инконел 600, понекогаш групиран со овие легури во општите дискусии за легура на никел, е легура на Ni-Cr без додатоци на молибден или ниобиум што ги дефинираат 625 и 718. Нејзиното зајакнување и отпорност на корозија се и поскромни и се наоѓа надвор од опсегот на оваа споредба.
За еден инконел дел каде што примарна закана е појавата на хлориди или киселински напад, релевантна предност е хемијата на цврст раствор на 625. Онаму каде што примарна закана е заморот или приносот при големо оптоварување при умерена температура, 718 структурата зацврстена со врнежи е соодветен избор. Остатокот од овој напис испитува каде всушност се случуваат тие услови.
Како температурата и условите на корозија одлучуваат за изборот
Инконел 625: Сервис со доминација на корозија и заварени конструкции
Inconel 625 е стандардна спецификација кога отпорот на корозија е одлучувачки фактор. Неговата содржина на молибден обезбедува отпорност на корозија на дупчиња и пукнатини во средини со хлорид, со еквивалентен број на отпорност на дупчење (PREN) значително повисок од оној од 718 поради неговата поголема содржина на молибден. Во морската вода, киселинските текови на процесите и услугата за кисело гас, овој отпор е причината поради која 625 е избран наместо алтернатива со поголема јачина. Легурата се користи за подморски текови, опрема за хемиска обработка, вклучително вентили и разменувачи на топлина, и морски издувни системи.
Температурната способност на 625 често е погрешно разбрана. Легурата ја задржува корисната цврстина и отпорноста на оксидација до приближно 980°C, а некои извори наведуваат температури на услуга до 1093°C за специфични форми на производи. Но, „корисната сила“ на 980°C не е иста како и високата носивост што ја обезбедува 718 при пониски температури. Inconel 625 на висока температура е избран за отпорност на оксидација и структурна стабилност, а не за јачина на отстапување при големо оптоварување.
Подеднакво важна е предноста на производството на 625. Легурата може да се користи во состојба на заварување без термичка обработка по заварување и е отпорна на меѓугрануларна корозија дури и во заварена состојба. За заварени конструкции, облоги на заварени облоги и сложени изработки каде што циклусот на стареење по заварувањето би вовел изобличување или би додал цена, оваа едноставност е практичен критериум за избор. Легурата најчесто се нанесува како заварување на јаглероден челик за кисело сервисирање, каде што облогата обезбедува отпорност на корозија без да бара термичка обработка на целата компонента.
Инконел 718: Услуга доминирана од сила под прозорецот за стареење
Inconel 718 е доминантна суперлегура за апликации со висок стрес под приближно 650°C. Дисковите за турбина на млазен мотор, прицврстувачите со висока јачина, алатките за дупчење за масло и гас и турбопумпите за ракетни мотори, сето тоа се потпира на јачината на старата 718 година. Перформансите на лазење и руптура на легурата се одлични во овој опсег.
Над таа температура, механизмот за зајакнување почнува да откажува. Талогот на гама двојниот талог што обезбедува јачина на 718 се груби и се трансформира во делта фаза на температури околу 650°C и погоре, предизвикувајќи губење на силата. Ова не е постепен пад што може да се управува со безбедносен фактор. Тоа е фазна трансформација што го менува основното однесување на легурата. За одржливо сервисирање над приближно 650–700°C, 718 повеќе не е соодветен избор врз основа на јачината, без оглед на неговите својства на собна температура. Точната горна граница зависи од нивото на стрес и потребниот век на траење, но механизмот наметнува практична граница што не може да се дизајнира на неодредено време.
Инконел 718 има корисна отпорност на корозија. Адекватно се спротивставува на оксидација и на многу водени медиуми за структурни апликации. Но, во агресивни хлориди или редуцирачки киселински средини, неговата пониска содржина на молибден (2,8–3,3%) и повисока содржина на железо го прават помалку отпорен од 625. инконел дел специфицирано во 718 за корозивна апликација веројатно е преназначено за јачината и недоволно за отпорност на корозија. Логиката на изборот треба да го следи доминантниот режим на неуспех, а не општа предност за легура со „повисоки перформанси“.
Типични форми на делови од Инконел и каде се вклопува секоја легура
Тела на вентили и компоненти за хемиска обработка
Во хемиската обработка, телата на вентилите и внатрешните компоненти се соочуваат со комбинација на корозивни медиуми, ерозивен проток и барања за заптивната површина. Кога процесот на проток содржи хлориди, редуцирачки киселини или ладење со морска вода, Inconel 625 е соодветна спецификација. Неговата содржина на молибден се справува со корозија на дупчиња и пукнатини на прирабниците и запечатувачките лица, а неговата употребливост како заварена го поедноставува производството на сложени геометрии на вентилите.
Inconel 718 се појавува во хемиската услуга првенствено во прицврстувачите под висок притисок и структурните компоненти каде што цврстината е главен услов, наместо во навлажнетите делови изложени на агресивна хемија. За еден инконел дел што ги комбинира двете функции - компонента со висок стрес што исто така контактира со корозивни медиуми - изборот може да бара компромис или целосно различна легура.
Забелешка за верификација: Тековните страници за производи на веб-локацијата ги покриваат Inconel 600 и Inconel 718. Достапноста на деловите на Inconel 625 треба да се потврди пред да се наведе 625 како доставен материјал.
Турбински заптивки, дискови и ротирачки делови под висок стрес
Во примената на воздушната и гасната турбина, 718 е стандардно за турбински дискови, компресорски дискови, шахти и статички компоненти под висок стрес кои работат под 650°C. Комбинацијата на легурата од висока јачина на принос, отпорност на замор и способност за прекин на стрес во овој температурен опсег е тешко да се замени. Турбинските заптивки кои доживуваат високи контактни оптоварувања и термички циклус често се специфицирани во 718 кога заптивките не се изложени на тежок корозивен напад.
Inconel 625 се појавува во издувните системи на моторот, каналите и компонентите каде отпорноста на оксидација и отпорноста на корозија се поважни од носивоста. Изборот помеѓу двете во турбинска средина обично следи јасно прашање: дали делот првенствено е структурен пат на оптоварување или првенствено компонента за задржување и патека на проток? Првиот фаворизира 718; вториот фаворизира 625.
Колектори, сврзувачки елементи и издувни компоненти
Прицврстувачи се класична 718 апликација. Високо предоптоварување, отпорност на релаксација на стрес и отпорност на замор при циклично оптоварување се владејачките барања, а стареењето на јачината и перформансите на руптура на стрес директно се справуваат со нив. Завршен спој со висока температура наведен во 625 најверојатно ќе бара поголем прицврстувач или помало претходно оптоварување за да се постигнат еквивалентни перформанси, додавајќи тежина и сложеност.
Издувните колектори и сличните компоненти претставуваат поизразен случај. Ако работната температура остане под 650°C и околината е оксидирачка, но не силно корозивна, 718 е разумен избор. Ако издувниот тек содржи кондензати кои содржат хлорид или кисели видови, отпорноста на корозија на 625 може да ја надмине јачината на 718. Одлуката треба да се заснова на вистинската хемија на гасот и температурата на металот, а не на општа претпоставка дека секогаш се претпочита повисока јачина.
Предизвици за изработка и лиење: 625 наспроти 718
Машинско однесување
И двете легури тешко се обработуваат во споредба со нерѓосувачките челици, но од различни причини. Инконел 625 во состојба на жарење е гумен и брзо се стврднува. Чиповите се долги и жилави, абењето на алатот е забрзано, а материјалот има тенденција да се оддалечува од работ на сечење наместо чисто да се стриже. Остриот алат, течноста за ладење под висок притисок и конзервативните напојувања се од суштинско значење за да се избегне стврднат површински слој што ги комплицира следните операции.
Инконел 718 обично се обработува во обработена со раствор или делумно застарена состојба, а потоа старее по обработката. Неговата поголема апсолутна цврстина значи дека абењето на алатот е примарна грижа, но формирањето на чиповите е попредвидливо и димензионалната контрола е генерално подобра отколку со 625. Ако некој дел се старее пред финалната обработка, цврстината дополнително се зголемува и обработката станува значително потешка. Практичниот пристап за повеќето инконел дел производството е да се груба машина во помека состојба, старост, потоа да се заврши машината со додатоци за димензионалните промени што ги создава стареењето.
Заварување и третман по заварување
Инконел 625 може да се завари и да се стави во употреба без термичка обработка по заварувањето, а легурата се спротивставува на интергрануларна корозија дури и во заварената состојба. Ова е вистинска предност при изработката за големи или сложени склопови каде што циклусот на стареење по заварувањето би бил непрактичен или би вовел изобличување. Легурата е исто така широко користена како прекривка за заварување за заштита од корозија, нанесена на јаглероден челик или подлоги со пониска легура без да се бара термичка обработка на готовата компонента.
Инконел 718 може да се заварува, но заварените компоненти генерално бараат стареење по заварувањето за да се врати цврстината во зоната погодена од заварување и топлина. Самиот процес на заварување може да произведе микроструктура слична на лиен со сегрегација што влијае на последователниот одговор на стареење. За заварени 718 структури, циклусот на термичка обработка станува дел од производствениот критичен пат, а не изборен чекор на завршна обработка.
Кастинг размислувања
Двете легури можат да бидат инвестициски лиени, но барањата за контрола на процесот се разликуваат. Инконел 718 содржи доволно ниобиум што фазата Лавес може да се формира за време на зацврстувањето. Оваа фаза е штетна за механичките својства и мора да се раствори преку третман со раствор пред стареење. Стандардна термичка обработка за лиениот 718, како што е опишано во AMS 5383, вклучува хомогенизација проследена со третман со раствор и циклус на стареење во два чекора. Процесот на леење и распоредот за термичка обработка за 718 мора да бидат дизајнирани како интегриран систем, а не како посебни операции. Инконел 625 е попростлив во леењето, иако контролата на сегрегацијата во дебели делови останува важна.
За еден инконел дел што бара и леење и висока јачина, термичката обработка на 718 е составен дел од постигнувањето на наведените својства. Компонента од лиен 718 што не го добила правилниот третман за раствор и возраст нема да ја даде силата што ја подразбира ознаката на легурата.
Список за проверка за потврда на изборот
Следната листа за проверка е наменета за употреба пред давање понуда или преглед на дизајнот, како начин да се потврди дека изборот на легура одговара на доминантното барање за услуга.
| Прашање за потврда | Ако Да | Ако не |
| Дали примарниот режим на дефект е корозија (дупчење, пукнатини, киселински напад)? | 625 е соодветна почетна точка | Продолжете на следното прашање |
| Дали температурата на одржливата услуга е над приближно 650°C? | 625 или различно семејство на легура; 718 сила предност е изгубена | Продолжете на следното прашање |
| Дали делот бара јачина на попуштање над приближно 800–900 MPa? | 718 (состојба на возраст) | Продолжете на следното прашање |
| Дали компонентата е заварена изработка која не може да се старее после заварувањето? | 625 | 718 може да се разгледа |
| Дали и корозијата и високиот стрес се присутни на умерена температура? | Потребна е проценка конкретна за случајот; ризикот од корозија генерално го фаворизира 625 | — |
Прагот од 800–900 MPa во оваа табела е практична разлика помеѓу типичната јачина на отпуштање на жарениот 625 и на возраст од 718 години. Тоа не е ограничување на спецификацијата. Конечниот избор на материјал треба да се заснова на вистинските барања за дизајн и важечките стандарди за специфичното инконел дел.
Најчесто поставувани прашања
Дали Inconel 718 е појак од 625 на сите температури?
Предноста на јачината на бр. 718 зависи од гама двојните преципитати кои остануваат стабилни под приближно 650°C. Над таа температура, преципитатите се груби и се трансформираат, а предноста на силата се намалува. Зајакнувањето на цврстиот раствор на Inconel 625 не зависи од фазата на талог и останува ефективно на повисоки температури, иако на пониско ниво на апсолутна јачина.
Може ли Инконел 625 да се старее за да одговара на силата на 718?
Бр. Inconel 625 не содржи баланс на титаниум, алуминиум и ниобиум потребни за значителен одговор на стврднување на врнежите. Неговата сила доаѓа од молибден и ниобиум во цврст раствор, а третманот со стареење не произведува гама двојни талози кои го зајакнуваат 718.
Која легура е подобра за апликации со морска вода?
Inconel 625. Неговата содржина на молибден обезбедува отпорност на корозија од дупчиња и пукнатини со PREN значително повисок од 718, а посебно е забележан за сервисирање на морска вода, вклучувајќи цевки, фитинзи и морски компоненти. Inconel 718 има соодветна отпорност на корозија за многу средини, но не е претпочитан избор за агресивна услуга на хлорид.
Зошто Inconel 718 бара третман за стареење?
Во состојба третирана со раствор, легираните елементи на 718 остануваат главно во раствор и легурата е релативно мека. Стареењето го таложи гама двојниот праг (Ni3Nb), кој го попречува движењето на дислокацијата и произведува висока јачина за која е специфицирана легурата. Без стареење, делот 718 не ги постигнува предвидените механички својства.
Дали и двете легури можат да бидат инвестициски лиени?
Да. И двете можат да бидат произведени со инвестициско кастинг. За лиење на Inconel 718 е потребен третман со раствор за да се раствори фазата Лавес формирана за време на зацврстувањето, проследено со стареење за да се развие силата. Термичката обработка е суштински дел од производниот процес, а не изборен чекор. Леењето на Inconel 625 е нешто попростливо, иако контролата на сегрегацијата останува важна за дебели делови.
Следен чекор: Поврзете го механизмот со режимот на неуспех
Изборот помеѓу Inconel 625 и 718 за ан инконел дел треба да следи едно единствено организационо прашање: кој е доминантниот механизам за деградација? Ако корозијата - дупчење, напад на пукнатини, кисели или хлоридни медиуми - е веродостојна закана, хемијата на цврстиот раствор и содржината на молибден на 625 директно се однесуваат на неа, а неговата употребливост како заварена ја поедноставува изработката. Ако висок стрес, замор или отпуштање под оптоварување под приближно 650°C е правилото, јакоста на стврднување на врнежите на 718 е соодветна спецификација, под услов да се почитува температурниот плафон.
За апликации каде што се присутни и корозија и висок стрес, ниту една легура не е универзален одговор. Проценката треба да ги мери последиците од дефектот на корозија наспроти последиците од механичкиот дефект и да размисли дали различен материјал или пристап за заштита на површината може поефективно да одговори на двете барања.
Достапно за преглед Спецификации на делови за инконел, вклучувајќи ги информациите за производот Inconel 600 и Inconel 718, посетете ги соодветните страници за производот. За делови од Inconel 625 или прилагодени лиени и обработени компоненти во која било легура, потврдете го тековниот опсег на производство и способностите за термичка обработка директно пред да наведете.
