Када инжењер наведе ан инконел део за захтевну примену, легура 625 и легура 718 се често појављују у истој ужем избору. Обе су суперлегуре на бази никла са одличном стабилношћу на високим температурама. Оба су отпорна на оксидацију. Оба су доступна у облику шипке, плоче и ливеног облика. Ипак, они су пројектовани за фундаментално различите начине квара, а избор погрешног може довести или до преране корозије или до претерано дизајниране компоненте која повећава трошкове без додавања радног века.
Разлика није у томе која је легура „јача“ или „отпорнија на корозију“ у општем смислу. Ради се о томе који механизам јачања одговара доминантној претњи деградације. Инцонел 625 се ослања на ојачање чврстим раствором за своју отпорност на корозију и широку температурну стабилност. Инцонел 718 користи отврдњавање падавинама за постизање веома високе чврстоће, али та чврстоћа има температурни плафон. Разумевање где се налази тај плафон и шта се дешава иза њега је полазна тачка за све инконел део одлука о избору.
Овај чланак је написан за инжењере и купце опреме за ваздухопловство, петрохемију и опрему за високе температуре којима је потребан радни оквир за избор. Фокусира се на металуршку логику иза сваке легуре, услове експлоатације који дају предност једни другима и разматрања производње која одређују да ли наведена легура ради како је предвиђено.
Основна разлика: јачање чврстог раствора наспрам очвршћавања падавинама
Најједноставнији начин да се уоквири разлика је следећи: Инцонел 625 добија своју снагу од онога што је у њему растворено; Инцонел 718 добија своју снагу од онога што се таложи из њега.
Инцонел 625 (УНС Н06625) је легура ојачана чврстим раствором. Молибден (8–10%) и ниобијум (3,15–4,15%) остају растворени у матрици никл-хром, изобличујући кристалну решетку и ометајући кретање дислокација. Ово ојачање је присутно у стању како је испоручено. Није потребан третман старења. Исте композиционе карактеристике које обезбеђују снагу – посебно висок садржај молибдена и хрома – такође производе изузетну отпорност легуре на корозију. Инцонел 625 је, у ствари, легура корозије која има корисну снагу, а не легура чврстоће која је отпорна на корозију.
Инцонел 718 (УНС Н07718) ради по другачијем принципу. Ниобијум (4,75–5,5%) се комбинује са никлом током старења да би формирао преципитате гама двоструког пражњења (Ни₃Нб), радећи заједно са гама применом (Ни₃Ал/Ти) да би обезбедио примарни ефекат јачања. У стању третираном раствором, 718 је релативно мекан. Након старења, његова граница течења достиже приближно 1000–1100 МПа у зависности од облика производа и спецификације, у поређењу са типично 320–450 МПа за жарени 625. Та разлика — отприлике два до три пута већа од границе течења — објашњава зашто 718 доминира ротирајућим компонентама са високим напоном.
Инконел 600, који се понекад групише са овим легурама у општим дискусијама о легурама никла, је легура Ни-Цр без додатака молибдена или ниобијума који дефинишу 625 и 718. Његово јачање и отпорност на корозију су скромнији и не спада у оквире овог поређења.
За ан инконел део где је примарна претња таложење хлорида или кисели напад, хемија чврстог раствора 625 је релевантна предност. Тамо где је примарна претња замор или попуштање под великим оптерећењем на умереној температури, 718 очврснута структура је одговарајући избор. Остатак овог чланка испитује где се ти услови заиста јављају.
Како температура и услови корозије одлучују о избору
Инцонел 625: Сервис и заварене конструкције којима доминира корозија
Инцонел 625 је подразумевана спецификација када је отпорност на корозију одлучујући фактор. Његов садржај молибдена обезбеђује отпорност на корозију на рупице и пукотине у срединама које садрже хлорид, са еквивалентним бројем отпорности на питинг (ПРЕН) знатно вишим од оног од 718 због већег садржаја молибдена. У морској води, киселим процесним токовима и услугама киселог гаса, ова отпорност је разлог зашто је изабран 625, а не алтернатива веће снаге. Легура се користи за подморске проточне водове, опрему за хемијску обраду укључујући вентиле и измењиваче топлоте, и морске издувне системе.
Температурна способност од 625 се често погрешно схвата. Легура задржава корисну чврстоћу и отпорност на оксидацију до приближно 980°Ц, а неки извори наводе радне температуре до 1093°Ц за специфичне облике производа. Али „корисна снага“ на 980°Ц није исто што и висока носивост коју 718 пружа на нижим температурама. Инцонел 625 на високој температури је одабран за отпорност на оксидацију и структурну стабилност, а не за границу течења под великим оптерећењем.
Предност производње 625 је подједнако важна. Легура се може користити у завареном стању без термичке обраде након заваривања и отпорна је на интергрануларну корозију чак и у завареном стању. За заварене структуре, заварене облоге и сложене израде где би циклус старења после заваривања довео до изобличења или повећања трошкова, ова једноставност је практичан критеријум избора. Легура се обично примењује као заварени слој на угљенични челик за киселу употребу, где облога обезбеђује отпорност на корозију без потребе за топлотном обрадом целе компоненте.
Инцонел 718: Услуга којом доминира снага испод прозора за старење
Инцонел 718 је доминантна суперлегура за апликације високог напрезања испод приближно 650°Ц. Турбински дискови млазних мотора, причвршћивачи високе чврстоће, алати за бушотине за нафту и гас и турбопумпе ракетних мотора ослањају се на стару снагу 718. Перформансе пузања и ломљења легуре су одличне у овом опсегу.
Изнад те температуре, механизам за јачање почиње да отказује. Гама дупли прајмер се таложи који обезбеђује снагу 718 која се грубља и трансформише у делта фазу на температурама око 650°Ц и више, изазивајући губитак снаге. Ово није постепени пад којим се може управљати сигурносним фактором. То је фазна трансформација која мења основно понашање легуре. За трајни рад изнад приближно 650–700°Ц, 718 више није прикладан избор на основу чврстоће, без обзира на својства на собној температури. Тачна горња граница зависи од нивоа стреса и потребног века трајања, али механизам намеће практичну границу која се не може дизајнирати у недоглед.
Инцонел 718 има корисну отпорност на корозију. Отпоран је на оксидацију и многе водене медије адекватно за структуралне примене. Али у агресивним срединама хлорида или редукујуће киселе средине, нижи садржај молибдена (2,8–3,3%) и већи садржај гвожђа чине га мање отпорним од 625. инконел део специфицирано у 718 за корозивну примену је вероватно претерано специфицирано у погледу чврстоће и недовољно у погледу отпорности на корозију. Логика одабира треба да прати доминантни режим квара, а не општу преференцију за легуру „већих перформанси“.
Типични облици инконела и где свака легура одговара
Тела вентила и компоненте за хемијску обраду
У хемијској обради, тела вентила и унутрашње компоненте суочавају се са комбинацијом корозивних медија, ерозивног протока и захтева за заптивну површину. Када процесни ток садржи хлориде, редукујуће киселине или хлађење морском водом, Инцонел 625 је одговарајућа спецификација. Његов садржај молибдена решава корозију удубљења и пукотина на прирубницама и заптивним површинама, а његова употребљивост приликом заваривања поједностављује израду сложених геометрија вентила.
Инцонел 718 се појављује у хемијској употреби првенствено у спојевима под високим притиском и структурним компонентама где је чврстоћа главни захтев, а не у влажним деловима изложеним агресивној хемији. За ан инконел део која комбинује обе функције – компонента високог напона која такође долази у контакт са корозивним медијима – избор може захтевати компромис или потпуно другачију легуру.
Белешка о верификацији: Тренутне странице производа веб локације покривају Инцонел 600 и Инцонел 718. Доступност делова Инцонел 625 треба да се потврди пре него што наведете 625 као испоручени материјал.
Турбинске заптивке, дискови и ротирајући делови под високим напоном
У апликацијама у ваздухопловству и гасним турбинама, 718 је подразумевана вредност за турбинске дискове, дискове компресора, осовине и статичке компоненте високог напона које раде испод 650°Ц. Комбинација легуре високе чврстоће течења, отпорности на замор и способности ломљења напрезања у овом температурном опсегу је тешко заменити. Заптивке турбина које доживљавају велика контактна оптерећења и термичке циклусе често су специфициране у 718 када лица заптивке нису изложена озбиљном корозивном нападу.
Инцонел 625 се појављује у издувним системима мотора, каналима и компонентама где су отпорност на оксидацију и отпорност на корозију важнија од носивости. Избор између ова два у турбинском окружењу обично прати јасно питање: да ли је део првенствено структурални пут оптерећења, или првенствено компонента за задржавање и путању протока? Први фаворизује 718; други фаворизује 625.
Колектори, причвршћивачи и издувне компоненте
Причвршћивачи су класична 718 апликација. Високо предоптерећење, отпорност на релаксацију напрезања и отпорност на замор при цикличком оптерећењу су главни захтеви, а 718-ова чврстоћа и перформансе напрезања и ломљења директно их решавају. Високотемпературни вијчани спој наведен у 625 би вероватно захтевао већи затварач или мањи преднапон да би се постигле еквивалентне перформансе, додајући тежину и сложеност.
Издувни колектори и сличне компоненте представљају нијансиранији случај. Ако радна температура остане испод 650°Ц и окружење оксидира, али није јако корозивно, 718 је разуман избор. Ако издувни ток садржи кондензате који садрже хлорид или киселе врсте, отпорност на корозију 625 може надмашити предност снаге 718. Одлука треба да се заснива на стварној хемији гаса и температури метала, а не на општој претпоставци да је већа чврстоћа увек пожељна.
Изазови израде и ливења: 625 против 718
Мацхининг Бехавиор
Обе легуре се тешко обрађују у поређењу са нерђајућим челиком, али из различитих разлога. Инцонел 625 у жареном стању је гумени и брзо се стврдњава. Чипови су дуги и жилави, хабање алата је убрзано, а материјал тежи да се одгурне од ивице сечења, а не да се чисти. Оштри алати, расхладна течност под високим притиском и конзервативни додаци су неопходни да би се избегао стврднути површински слој који компликује наредне операције.
Инцонел 718 се обично машински обрађује у стању третираном раствором или делимично одлежаном, а затим стари након машинске обраде. Његова већа апсолутна тврдоћа значи да је хабање алата главна брига, али формирање струготине је предвидљивије и контрола димензија је генерално боља него код 625. Ако је део стари пре коначне обраде, тврдоћа се даље повећава и обрада постаје знатно тежа. Практични приступ за већину инконел део производња је груба машина у мекшем стању, старање, а затим завршна обрада машине са додатком за промене димензија које старење производи.
Заваривање и третман после заваривања
Инцонел 625 се може заварити и ставити у употребу без термичке обраде након заваривања, а легура је отпорна на интергрануларну корозију чак и у завареном стању. Ово је права предност производње за велике или сложене склопове где би циклус старења након заваривања био непрактичан или би довео до изобличења. Легура се такође широко користи као слој за заваривање за заштиту од корозије, наноси се на подлоге од угљеничног челика или ниже легуре без потребе за топлотном обрадом готове компоненте.
Инцонел 718 је заварљив, али заварене компоненте генерално захтевају старење након заваривања да би се повратила чврстоћа у зони завара и топлотном утицају. Сам процес заваривања може произвести микроструктуру налик ливеном са сегрегацијом која утиче на каснији одговор на старење. За заварене 718 структуре, циклус термичке обраде постаје део критичног пута производње, а не опциони корак завршне обраде.
Цастинг Цонсидератионс
Обе легуре могу бити ливене за улагање, али се захтеви за контролу процеса разликују. Инцонел 718 садржи довољно ниобијума да Лавесова фаза може да се формира током очвршћавања. Ова фаза је штетна за механичка својства и мора се растворити третманом раствора пре старења. Стандардна топлотна обрада одливака 718, као што је описано у АМС 5383, укључује хомогенизацију праћену третманом раствором и циклусом старења у два корака. Процес ливења и распоред топлотне обраде за 718 морају бити дизајнирани као интегрисани систем, а не као одвојене операције. Инцонел 625 је попустљивији у ливењу, иако је контрола сегрегације у дебелим профилима и даље важна.
За ан инконел део који захтева и ливење и високу чврстоћу, топлотна обрада 718 је саставни део постизања наведених особина. Ливена компонента 718 која није добила исправан третман раствора и старости неће испоручити снагу коју имплицира ознака легуре.
Контролна листа за потврду избора
Следећа контролна листа је намењена за употребу пре понуде или прегледа дизајна, као начин да се потврди да избор легуре одговара доминантном захтеву за услугу.
| Питање за потврду | Ако да | Ако Не |
| Да ли је примарни начин квара корозија (питтинг, пукотина, кисели напад)? | 625 је одговарајућа полазна тачка | Пређите на следеће питање |
| Да ли је трајна радна температура изнад приближно 650°Ц? | 625 или друга породица легуре; 718 предност снаге је изгубљена | Пређите на следеће питање |
| Да ли део захтева границу течења изнад приближно 800–900 МПа? | 718 (старо стање) | Пређите на следеће питање |
| Да ли је компонента заварена производња која се не може одлежати након заваривања? | 625 | 718 може се узети у обзир |
| Да ли су и корозија и високо напрезање присутни на умереној температури? | Захтева процену специфичне за случај; ризик од корозије генерално фаворизује 625 | — |
Праг од 800–900 МПа у овој табели је практична разлика између типичне границе течења зажареног 625 и старе 718. То није граница спецификације. Коначни избор материјала треба да се заснива на стварним захтевима дизајна и важећим стандардима за специфичне инконел део.
ФАК
Да ли је Инцонел 718 јачи од 625 на свим температурама?
Предност бр. 718 у јачини зависи од гама двоструког пражњења преципитата који остају стабилни испод приближно 650°Ц. Изнад те температуре, преципитати грубе и трансформишу се, а предност у чврстоћи се смањује. Јачање чврстог раствора Инцонела 625 не зависи од фазе преципитата и остаје ефикасно на вишим температурама, али на нижем нивоу апсолутне чврстоће.
Може ли Инцонел 625 бити стар тако да одговара јачини 718?
Не. Инцонел 625 не садржи баланс титанијума, алуминијума и ниобијума који је неопходан за значајну реакцију стврдњавања током падавина. Његова снага потиче од молибдена и ниобијума у чврстом раствору, а третман старењем не производи гама двоструке преципитате који јачају 718.
Која је легура боља за примену у морској води?
Инцонел 625. Његов садржај молибдена обезбеђује отпорност на корозију на јаме и пукотине са ПРЕН значајно вишим од 718, а посебно је познат за услуге морске воде укључујући цеви, фитинге и поморске компоненте. Инцонел 718 има адекватну отпорност на корозију за многа окружења, али није пожељан избор за агресивну употребу хлорида.
Зашто Инцонел 718 захтева третман старења?
У стању третираном раствором, легирајући елементи 718 остају углавном у раствору и легура је релативно мека. Старење преципитира гама двоструки прајмер (Ни₃Нб), који омета кретање дислокације и производи високу чврстоћу за коју је легура одређена. Без старења, део 718 не постиже предвиђена механичка својства.
Да ли се обе легуре могу ливети?
Да. Оба се могу произвести ливењем по инвестицији. Инцонел 718 ливење захтева третман раствором да би се растворила Лавесова фаза настала током очвршћавања, након чега следи старење да би се развила чврстоћа. Топлотна обрада је суштински део производног процеса, а не опциони корак. Инцонел 625 ливење је нешто попустљивије, иако је контрола сегрегације и даље важна за дебеле пресеке.
Следећи корак: Ускладите механизам са режимом грешке
Избор између Инцонел 625 и 718 за ан инконел део треба да прати једно организационо питање: шта је доминантни механизам деградације? Ако је корозија – удубљења, напад пукотина, кисели или хлоридни медији – веродостојна претња, хемија чврстог раствора 625 и садржај молибдена се директно баве њом, а његова употребљивост приликом заваривања поједностављује производњу. Ако су високи напрезање, замор или попуштање под оптерећењем испод приближно 650°Ц главни захтев, 718 отпорна на падавинама чврстоћа је одговарајућа спецификација, под условом да се поштује плафон температуре.
За апликације где су присутни и корозија и високо напрезање, ниједна легура није универзалан одговор. Процена би требало да одмери последице квара од корозије у односу на последице механичког квара и размотри да ли би другачији материјал или приступ површинској заштити могли ефикасније да одговоре на оба захтева.
За преглед доступно Спецификације делова инконела, укључујући информације о производима Инцонел 600 и Инцонел 718, посетите релевантне странице производа. За делове Инцонел 625 или прилагођене ливене и машински обрађене компоненте од било које легуре, потврдите тренутни обим производње и могућности термичке обраде директно пре спецификације.
