ชิ้นส่วนโลหะผสม Inconel: 625 และ 718 สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและมีฤทธิ์กัดกร่อน 

เมื่อวิศวกรแสดงรายการ ส่วนอินโคเนล สำหรับการใช้งานที่มีความต้องการสูง Alloy 625 และ Alloy 718 มักจะปรากฏในรายการตัวเลือกเดียวกัน ทั้งสองชนิดเป็นซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักซึ่งมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูงเป็นเลิศ ทั้งสองต้านทานการเกิดออกซิเดชัน มีจำหน่ายทั้งแบบแท่ง แบบจาน และแบบหล่อ แต่ได้รับการออกแบบมาเพื่อโหมดความล้มเหลวโดยพื้นฐาน และการเลือกผิดอาจนำไปสู่การกัดกร่อนก่อนเวลาอันควรหรือส่วนประกอบที่ออกแบบมากเกินไปจนเพิ่มต้นทุนโดยไม่เพิ่มอายุการใช้งาน

ความแตกต่างไม่ได้อยู่ที่ว่าโลหะผสมชนิดใด "แข็งแกร่งกว่า" หรือ "ทนทานต่อการกัดกร่อนมากกว่า" ในความหมายทั่วไป เป็นเรื่องเกี่ยวกับกลไกการเสริมสร้างความเข้มแข็งที่ตรงกับภัยคุกคามจากการย่อยสลายที่โดดเด่น Inconel 625 อาศัยสารละลายของแข็งที่ช่วยเสริมความต้านทานการกัดกร่อนและความเสถียรของอุณหภูมิในวงกว้าง Inconel 718 ใช้การชุบแข็งแบบตกตะกอนเพื่อให้ได้ความแข็งแรงสูงมาก แต่ความแข็งแรงนั้นมีเพดานอุณหภูมิอยู่ การทำความเข้าใจว่าเพดานนั้นอยู่ที่ใด และจะเกิดอะไรขึ้นหลังจากนั้น ถือเป็นจุดเริ่มต้นของทุกคน ส่วนอินโคเนล การตัดสินใจเลือก

บทความนี้เขียนขึ้นสำหรับวิศวกรด้านการบินและอวกาศ ปิโตรเคมี และอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูง และผู้ซื้อที่ต้องการกรอบการทำงานในการเลือกการทำงาน โดยมุ่งเน้นไปที่ตรรกะทางโลหะวิทยาที่อยู่เบื้องหลังโลหะผสมแต่ละชนิด เงื่อนไขการบริการที่เอื้อต่อโลหะผสมแต่ละชนิด และข้อพิจารณาในการประดิษฐ์ที่เป็นตัวกำหนดว่าโลหะผสมที่ระบุจะทำงานตามที่ตั้งใจไว้หรือไม่

ความแตกต่างหลัก: การเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายที่เป็นของแข็งเทียบกับการแข็งตัวของการตกตะกอน

วิธีที่ง่ายที่สุดในการกำหนดกรอบความแตกต่างคือ: Inconel 625 ได้รับความแข็งแกร่งจากสิ่งที่ละลายอยู่ในนั้น Inconel 718 ได้รับความแข็งแกร่งจากสิ่งที่ตกตะกอนออกมา

Inconel 625 (UNS N06625) เป็นโลหะผสมเสริมความแข็งแกร่งด้วยสารละลายของแข็ง โมลิบดีนัม (8–10%) และไนโอเบียม (3.15–4.15%) ยังคงละลายในเมทริกซ์นิกเกิล-โครเมียม ทำให้โครงตาข่ายคริสตัลบิดเบี้ยวและขัดขวางการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่ การเสริมความแข็งแกร่งนี้มีอยู่ในสภาพตามที่ให้มา ไม่จำเป็นต้องรักษาความชรา คุณสมบัติด้านองค์ประกอบเดียวกันที่ให้ความแข็งแกร่ง โดยเฉพาะปริมาณโมลิบดีนัมและโครเมียมที่สูง ยังสร้างความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมของโลหะผสมอีกด้วย Inconel 625 เป็นผลจากโลหะผสมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนซึ่งมีความแข็งแรงที่เป็นประโยชน์ มากกว่าโลหะผสมที่มีความแข็งแรงซึ่งเกิดขึ้นเพื่อต้านทานการกัดกร่อน

Inconel 718 (UNS N07718) ทำงานโดยใช้หลักการที่แตกต่างออกไป ไนโอเบียม (4.75–5.5%) รวมกับนิกเกิลในระหว่างการบ่มเพื่อสร้างตะกอนแกมมาไพรม์คู่ (Ni₃Nb) โดยทำงานร่วมกับแกมมาไพรม์ (Ni₃Al/Ti) เพื่อให้เกิดผลการเสริมกำลังขั้นต้น ในสภาวะที่ได้รับการบำบัดด้วยสารละลาย 718 จะค่อนข้างอ่อน หลังจากการบ่ม ความแข็งแรงของผลผลิตจะสูงถึงประมาณ 1,000–1100 MPa ขึ้นอยู่กับรูปแบบและข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ เทียบกับโดยทั่วไปที่ 320–450 MPa สำหรับ 625 อบอ่อน ความแตกต่างนั้น - ประมาณสองถึงสามเท่าของความแข็งแรงของผลผลิต - อธิบายว่าทำไม 718 จึงครองส่วนประกอบที่หมุนด้วยความเครียดสูง

Inconel 600 ซึ่งบางครั้งจัดกลุ่มไว้กับโลหะผสมเหล่านี้ในการพูดคุยถึงโลหะผสมนิกเกิลโดยทั่วไป คือโลหะผสม Ni-Cr ที่ไม่มีการเติมโมลิบดีนัมหรือไนโอเบียมซึ่งกำหนดเป็น 625 และ 718 การเสริมความแข็งแกร่งและความต้านทานการกัดกร่อนนั้นค่อนข้างเจียมเนื้อเจียมตัวมากกว่า และอยู่นอกขอบเขตของการเปรียบเทียบนี้

สำหรับ ส่วนอินโคเนล โดยที่ภัยคุกคามหลักคือบ่อคลอไรด์หรือการโจมตีที่เป็นกรด เคมีของสารละลายของแข็งของ 625 ถือเป็นข้อได้เปรียบที่เกี่ยวข้อง ในกรณีที่ภัยคุกคามหลักคือความล้าหรือผลผลิตภายใต้ภาระหนักสูงที่อุณหภูมิปานกลาง โครงสร้างที่ชุบแข็งด้วยการตกตะกอนของ 718 คือตัวเลือกที่เหมาะสม ส่วนที่เหลือของบทความนี้จะตรวจสอบว่าเงื่อนไขเหล่านั้นเกิดขึ้นจริงที่ใด

อุณหภูมิและสภาวะการกัดกร่อนเป็นตัวตัดสินตัวเลือกอย่างไร

Inconel 625: บริการที่มีการกัดกร่อนและโครงสร้างแบบเชื่อม

Inconel 625 เป็นข้อกำหนดเริ่มต้นเมื่อความต้านทานการกัดกร่อนเป็นปัจจัยในการตัดสินใจ ปริมาณโมลิบดีนัมให้ความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ โดยมีค่าความต้านทานการเกิดรูพรุน (PREN) สูงกว่าค่า 718 อย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากมีปริมาณโมลิบดีนัมสูงกว่า ในน้ำทะเล กระแสกระบวนการที่เป็นกรด และก๊าซเปรี้ยว ความต้านทานนี้เป็นเหตุผลที่เลือก 625 แทนที่จะเป็นทางเลือกที่มีความแข็งแรงสูงกว่า โลหะผสมนี้ใช้สำหรับท่อไหลใต้ทะเล อุปกรณ์แปรรูปทางเคมี รวมถึงวาล์วและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และระบบไอเสียทางทะเล

ความสามารถด้านอุณหภูมิที่ 625 มักถูกเข้าใจผิด โลหะผสมยังคงความแข็งแรงที่เป็นประโยชน์และความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันได้ประมาณ 980°C และบางแหล่งอ้างอิงอุณหภูมิการใช้งานสูงถึง 1,093°C สำหรับรูปแบบผลิตภัณฑ์เฉพาะ แต่ “ความแข็งแรงที่เป็นประโยชน์” ที่อุณหภูมิ 980°C นั้นไม่เหมือนกับความสามารถในการรับน้ำหนักสูงที่ 718 ให้ไว้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า Inconel 625 ที่อุณหภูมิสูงถูกเลือกสำหรับการต้านทานการเกิดออกซิเดชันและความเสถียรของโครงสร้าง ไม่ใช่เพื่อความแข็งแรงของผลผลิตภายใต้ภาระหนัก

ข้อได้เปรียบในการผลิตของ 625 ก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน โลหะผสมสามารถใช้ได้ในสภาพเหมือนรอยเชื่อมโดยไม่ต้องผ่านการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม และทนทานต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนแม้ในสภาพรอยเชื่อม สำหรับโครงสร้างรอยเชื่อม การหุ้มรอยเชื่อม และการผลิตที่ซับซ้อนซึ่งวงจรอายุหลังการเชื่อมอาจทำให้เกิดการบิดเบี้ยวหรือเพิ่มต้นทุน ความเรียบง่ายนี้เป็นเกณฑ์การคัดเลือกในทางปฏิบัติ โดยทั่วไปแล้วโลหะผสมจะถูกนำไปใช้เป็นการเชื่อมซ้อนทับบนเหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับการให้บริการที่มีกรด โดยที่การหุ้มให้ความต้านทานการกัดกร่อนโดยไม่ต้องใช้ความร้อนของส่วนประกอบทั้งหมด

Inconel 718: บริการที่เน้นความแข็งแกร่งภายใต้กรอบเวลาเก่า

Inconel 718 เป็นซูเปอร์อัลลอยที่โดดเด่นสำหรับการใช้งานที่มีความเครียดสูงที่อุณหภูมิต่ำกว่าประมาณ 650°C จานกังหันของเครื่องยนต์ไอพ่น ตัวยึดที่มีความแข็งแรงสูง เครื่องมือขุดเจาะน้ำมันและก๊าซ และเทอร์โบปั๊มของเครื่องยนต์จรวด ล้วนอาศัยความแข็งแกร่งอันเก่าแก่ของ 718 ประสิทธิภาพการคืบคลานและการแตกความเครียดของโลหะผสมนั้นดีเยี่ยมในช่วงนี้

เมื่อสูงกว่าอุณหภูมินั้น กลไกการเสริมกำลังจะเริ่มล้มเหลว แกมมาดับเบิ้ลไพรม์ตกตะกอนซึ่งทำให้ความแรงของ 718 หยาบและเปลี่ยนเป็นเฟสเดลต้าที่อุณหภูมิประมาณ 650°C ขึ้นไป ส่งผลให้สูญเสียความแรง นี่ไม่ใช่การลดลงทีละน้อยซึ่งสามารถจัดการได้ด้วยปัจจัยด้านความปลอดภัย เป็นการเปลี่ยนแปลงเฟสที่เปลี่ยนแปลงพฤติกรรมพื้นฐานของโลหะผสม สำหรับการให้บริการอย่างต่อเนื่องที่สูงกว่าประมาณ 650–700°C 718 ไม่ใช่ตัวเลือกที่เหมาะสมอีกต่อไปบนจุดที่มีความแข็งแกร่ง โดยไม่คำนึงถึงคุณสมบัติของอุณหภูมิห้อง ขีดจำกัดบนที่แน่นอนนั้นขึ้นอยู่กับระดับความเครียดและอายุการใช้งานที่ต้องการ แต่กลไกนี้กำหนดขอบเขตในทางปฏิบัติที่ไม่สามารถออกแบบได้อย่างไม่มีกำหนด

Inconel 718 มีความต้านทานการกัดกร่อนที่เป็นประโยชน์ ต้านทานการเกิดออกซิเดชันและตัวกลางที่เป็นน้ำหลายชนิดได้อย่างเพียงพอสำหรับการใช้งานด้านโครงสร้าง แต่ในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ที่รุนแรงหรือกรดลดลง ปริมาณโมลิบดีนัมที่ต่ำกว่า (2.8–3.3%) และมีปริมาณธาตุเหล็กที่สูงกว่าทำให้มีความทนทานน้อยกว่า 625 ส่วนอินโคเนล ที่ระบุไว้ใน 718 สำหรับการใช้งานที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมีแนวโน้มที่จะระบุไว้มากเกินไปในเรื่องความแข็งแรงและต่ำกว่าที่ระบุไว้ในเรื่องความต้านทานการกัดกร่อน ตรรกะในการเลือกควรเป็นไปตามโหมดความล้มเหลวหลัก ไม่ใช่ความต้องการทั่วไปสำหรับโลหะผสมที่มี "ประสิทธิภาพสูงกว่า"

แบบฟอร์มชิ้นส่วน Inconel ทั่วไปและตำแหน่งที่โลหะผสมแต่ละชนิดพอดี

ตัววาล์วและส่วนประกอบในการแปรรูปทางเคมี

ในกระบวนการทางเคมี ตัววาล์วและส่วนประกอบภายในต้องเผชิญกับการผสมผสานระหว่างตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน การไหลที่มีฤทธิ์กัดกร่อน และความต้องการพื้นผิวการซีล เมื่อกระแสกระบวนการมีคลอไรด์ ลดกรด หรือระบายความร้อนด้วยน้ำทะเล Inconel 625 ถือเป็นข้อกำหนดเฉพาะที่เหมาะสม ปริมาณโมลิบดีนัมจะช่วยแก้ปัญหาการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกที่หน้าแปลนและหน้าซีล และการใช้งานแบบเชื่อมช่วยลดความยุ่งยากในการผลิตรูปทรงวาล์วที่ซับซ้อน

Inconel 718 ปรากฏในการบริการทางเคมีโดยหลักๆ จะอยู่ที่ตัวยึดแรงดันสูงและส่วนประกอบโครงสร้างซึ่งมีความแข็งแรงเป็นข้อกำหนดในการควบคุม แทนที่จะเป็นชิ้นส่วนที่เปียกซึ่งสัมผัสกับสารเคมีที่รุนแรง สำหรับ ส่วนอินโคเนล ที่รวมฟังก์ชันทั้งสองเข้าด้วยกัน ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่มีความเครียดสูงซึ่งสัมผัสกับตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนด้วย การเลือกอาจต้องมีการประนีประนอมหรือโลหะผสมที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

บันทึกการยืนยัน: หน้าผลิตภัณฑ์ปัจจุบันของเว็บไซต์ครอบคลุม Inconel 600 และ Inconel 718 ควรยืนยันความพร้อมในการจำหน่ายชิ้นส่วน Inconel 625 ก่อนที่จะระบุ 625 เป็นวัสดุที่ให้มา

ซีลกังหัน จานเบรก และชิ้นส่วนหมุนที่มีความเครียดสูง

ในการใช้งานกังหันก๊าซและอวกาศ 718 เป็นค่าเริ่มต้นสำหรับจานกังหัน จานคอมเพรสเซอร์ เพลา และส่วนประกอบคงที่ที่มีความเครียดสูงที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า 650°C การผสมผสานระหว่างความแข็งแรงของผลผลิตสูง ความต้านทานต่อความล้า และความสามารถในการแตกตัวของความเครียดในช่วงอุณหภูมินี้เป็นเรื่องยากที่จะเปลี่ยน ซีลกังหันที่รับแรงสัมผัสสูงและการหมุนเวียนด้วยความร้อนมักระบุไว้ใน 718 เมื่อผิวหน้าของซีลไม่ได้รับการกัดกร่อนอย่างรุนแรง

อินโคเนล 625 ปรากฏในระบบไอเสียของเครื่องยนต์ ท่อ และส่วนประกอบต่างๆ ที่ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและความต้านทานการกัดกร่อนมีความสำคัญมากกว่าความสามารถในการรับน้ำหนัก การเลือกระหว่างทั้งสองในสภาพแวดล้อมกังหันมักจะเป็นไปตามคำถามที่ชัดเจน: ชิ้นส่วนส่วนใหญ่เป็นเส้นทางรับน้ำหนักทางโครงสร้าง หรือเป็นส่วนประกอบกักเก็บและเส้นทางการไหลเป็นหลัก ประการแรก 718; ประการที่สอง 625

ท่อร่วม ตัวยึด และส่วนประกอบท่อไอเสีย

รัด เป็นแอปพลิเคชั่น 718 แบบคลาสสิก พรีโหลดสูง ความต้านทานต่อการผ่อนคลายความเครียด และความต้านทานต่อความเมื่อยล้าภายใต้การโหลดแบบวนเป็นข้อกำหนดที่ควบคุม และประสิทธิภาพด้านความแข็งแกร่งและการแตกหักของความเครียดตามอายุของ 718 ตอบโจทย์โดยตรง ข้อต่อโบลต์อุณหภูมิสูงที่ระบุใน 625 อาจต้องใช้ตัวยึดที่ใหญ่กว่าหรือพรีโหลดที่ต่ำกว่าเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่เทียบเท่า เพิ่มน้ำหนักและความซับซ้อน

ท่อร่วมไอเสียและส่วนประกอบที่คล้ายกันนำเสนอกรณีที่เหมาะสมยิ่งขึ้น หากอุณหภูมิในการทำงานยังคงต่ำกว่า 650°C และสภาพแวดล้อมเกิดออกซิไดซ์แต่ไม่มีการกัดกร่อนอย่างรุนแรง 718 ก็เป็นตัวเลือกที่สมเหตุสมผล หากกระแสไอเสียประกอบด้วยคอนเดนเสทที่มีคลอไรด์หรือมีความเป็นกรด ความต้านทานการกัดกร่อนของ 625 อาจมีค่ามากกว่าข้อได้เปรียบด้านความแข็งแกร่งของ 718 การตัดสินใจควรขึ้นอยู่กับเคมีของก๊าซและอุณหภูมิของโลหะที่เกิดขึ้นจริง ไม่ใช่อยู่บนสมมติฐานทั่วไปว่าควรใช้ความแข็งแรงสูงกว่าเสมอ

ความท้าทายในการผลิตและการหล่อ: 625 กับ 718

พฤติกรรมการตัดเฉือน

โลหะผสมทั้งสองชนิดนั้นตัดเฉือนได้ยากเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิม แต่ด้วยเหตุผลที่ต่างกัน อินโคเนล 625 ในสภาวะอบอ่อนจะมีความเหนียวและแข็งตัวเร็ว เศษมีความยาวและเป็นเส้น การสึกหรอของเครื่องมือจะเร็วขึ้น และวัสดุมีแนวโน้มที่จะดันออกจากคมตัดแทนที่จะเฉือนอย่างหมดจด การใช้เครื่องมือที่คมกริบ น้ำหล่อเย็นแรงดันสูง และอัตราป้อนอย่างระมัดระวังเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงชั้นผิวที่แข็งตัวซึ่งจะทำให้การทำงานในภายหลังยุ่งยาก

โดยทั่วไป Inconel 718 จะถูกตัดเฉือนในสภาพที่ผ่านการบำบัดด้วยสารละลายหรือมีอายุบางส่วน จากนั้นจึงบ่มหลังจากการกลึง ความแข็งสัมบูรณ์ที่สูงขึ้นหมายถึงการสึกหรอของเครื่องมือเป็นข้อกังวลหลัก แต่การก่อตัวของเศษสามารถคาดเดาได้มากกว่า และโดยทั่วไปการควบคุมขนาดจะดีกว่า 625 หากชิ้นส่วนมีอายุก่อนการตัดเฉือนขั้นสุดท้าย ความแข็งจะเพิ่มขึ้นอีก และการตัดเฉือนจะยากขึ้นอย่างมาก แนวทางการปฏิบัติสำหรับคนส่วนใหญ่ ส่วนอินโคเนล การผลิตคือการใช้เครื่องจักรหยาบในสภาพที่อ่อนกว่า อายุ จากนั้นจึงทำให้เครื่องจักรเสร็จโดยเผื่อการเปลี่ยนแปลงมิติที่เกิดจากการชราภาพ

การเชื่อมและการรักษาหลังการเชื่อม

สามารถเชื่อม Inconel 625 และเข้าใช้งานได้โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อม และโลหะผสมยังต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรนได้แม้ในสภาพการเชื่อม นี่เป็นข้อได้เปรียบในการผลิตที่แท้จริงสำหรับการประกอบขนาดใหญ่หรือซับซ้อน ซึ่งวงจรการเสื่อมสภาพหลังการเชื่อมอาจไม่สามารถทำได้หรืออาจทำให้เกิดการบิดเบี้ยวได้ โลหะผสมยังใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นการเชื่อมซ้อนทับเพื่อป้องกันการกัดกร่อน นำไปใช้กับเหล็กกล้าคาร์บอนหรือพื้นผิวโลหะผสมที่ต่ำกว่าโดยไม่ต้องผ่านการบำบัดความร้อนของส่วนประกอบที่เสร็จแล้ว

Inconel 718 สามารถเชื่อมได้ แต่ส่วนประกอบที่เป็นรอยโดยทั่วไปจำเป็นต้องมีการบ่มหลังการเชื่อมเพื่อคืนความแข็งแรงในแนวเชื่อมและบริเวณที่ได้รับความร้อน กระบวนการเชื่อมสามารถสร้างโครงสร้างจุลภาคที่มีลักษณะคล้ายการหล่อโดยมีการแยกส่วนซึ่งส่งผลต่อการตอบสนองต่อความชราในภายหลัง สำหรับโครงสร้างแบบเชื่อม 718 วงจรการบำบัดความร้อนจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางวิกฤติในการผลิต ไม่ใช่ขั้นตอนการตกแต่งเพิ่มเติม

ข้อควรพิจารณาในการหล่อ

โลหะผสมทั้งสองชนิดสามารถนำไปใช้ในการหล่อได้ แต่ข้อกำหนดในการควบคุมกระบวนการจะแตกต่างกัน Inconel 718 มีไนโอเบียมเพียงพอที่เฟส Laves สามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างการแข็งตัว ระยะนี้เป็นอันตรายต่อคุณสมบัติทางกล และต้องละลายผ่านการบำบัดสารละลายก่อนที่จะเสื่อมสภาพ การอบชุบด้วยความร้อนมาตรฐานสำหรับหล่อ 718 ตามที่อธิบายไว้ใน AMS 5383 เกี่ยวข้องกับการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันตามด้วยการบำบัดด้วยสารละลายและวงจรการชราภาพสองขั้นตอน กระบวนการหล่อและตารางการบำบัดความร้อนสำหรับ 718 จะต้องได้รับการออกแบบเป็นระบบบูรณาการ ไม่ใช่การทำงานแยกกัน Inconel 625 ให้โทษมากกว่าในการหล่อ แม้ว่าการควบคุมการแยกส่วนในส่วนหนายังคงมีความสำคัญก็ตาม

สำหรับ ส่วนอินโคเนล ที่ต้องใช้ทั้งการหล่อและความแข็งแรงสูง การอบชุบด้วยความร้อนของ 718 เป็นส่วนสำคัญของการบรรลุคุณสมบัติที่ระบุ ส่วนประกอบหล่อ 718 ที่ไม่ได้รับการบำบัดสารละลายและอายุที่ถูกต้องจะไม่สามารถให้ความแข็งแกร่งตามที่ชื่อโลหะผสมบอกเป็นนัย

รายการตรวจสอบยืนยันการเลือก

รายการตรวจสอบต่อไปนี้มีไว้สำหรับใช้ก่อนเสนอราคาหรือตรวจสอบการออกแบบ เพื่อเป็นแนวทางในการยืนยันว่าการเลือกโลหะผสมนั้นตรงกับข้อกำหนดการบริการที่โดดเด่น

เกณฑ์ขั้นต่ำ 800–900 MPa ในตารางนี้เป็นข้อแตกต่างในทางปฏิบัติระหว่างความแข็งแกร่งของผลผลิตทั่วไปของ อบอ่อน 625 และอายุ 718 ซึ่งไม่ใช่ขีดจำกัดข้อกำหนด การเลือกวัสดุขั้นสุดท้ายควรเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบจริงและมาตรฐานที่ใช้บังคับสำหรับวัสดุเฉพาะ ส่วนอินโคเนล.

คำถามที่พบบ่อย

Inconel 718 แข็งแกร่งกว่า 625 ในทุกอุณหภูมิหรือไม่
ข้อได้เปรียบด้านความแข็งแกร่งของหมายเลข 718 ขึ้นอยู่กับการตกตะกอนของแกมมาดับเบิ้ลไพรม์ที่คงความเสถียรที่อุณหภูมิต่ำกว่าประมาณ 650°C เหนืออุณหภูมินั้น การตกตะกอนจะหยาบและเปลี่ยนรูป และความได้เปรียบด้านความแข็งแกร่งก็ลดลง การเสริมความแข็งแกร่งให้กับสารละลายของแข็งของ Inconel 625 ไม่ได้ขึ้นอยู่กับเฟสการตกตะกอนและยังคงมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงกว่า แม้ว่าจะอยู่ในระดับความแรงสัมบูรณ์ที่ต่ำกว่าก็ตาม

Inconel 625 สามารถมีอายุเพื่อให้ตรงกับความแข็งแกร่งของ 718 ได้หรือไม่
ไม่ Inconel 625 ไม่มีความสมดุลของไทเทเนียม อลูมิเนียม และไนโอเบียมที่จำเป็นสำหรับการตอบสนองต่อการแข็งตัวของการตกตะกอนอย่างมีนัยสำคัญ ความแข็งแรงของมันมาจากโมลิบดีนัมและไนโอเบียมในสารละลายที่เป็นของแข็ง และการบำบัดริ้วรอยไม่ได้ก่อให้เกิดตะกอนแกมมาดับเบิ้ลไพรม์ที่เสริมความแข็งแกร่งให้กับ 718

โลหะผสมชนิดใดดีกว่าสำหรับการใช้งานในทะเล?
Inconel 625 ปริมาณโมลิบดีนัมให้ความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกด้วย PREN สูงกว่า 718 อย่างมีนัยสำคัญ และได้รับการระบุไว้โดยเฉพาะสำหรับการบริการน้ำทะเล รวมถึงท่อ ข้อต่อ และส่วนประกอบทางทะเล Inconel 718 มีความต้านทานการกัดกร่อนเพียงพอสำหรับสภาพแวดล้อมต่างๆ แต่ไม่ใช่ตัวเลือกที่ต้องการสำหรับการบริการคลอไรด์ที่รุนแรง

เหตุใด Inconel 718 จึงจำเป็นต้องได้รับการบำบัดตามวัย
ในสภาวะที่ได้รับการบำบัดด้วยสารละลาย ธาตุผสมของ 718 ยังคงอยู่ในสารละลายเป็นส่วนใหญ่ และโลหะผสมค่อนข้างอ่อน การเสื่อมสภาพจะตกตะกอนแกมมาดับเบิ้ลไพรม์ (Ni₃Nb) ซึ่งขัดขวางการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่และทำให้เกิดความแข็งแรงสูงตามที่ระบุไว้ในโลหะผสม หากไม่มีการเสื่อมสภาพ ชิ้นส่วน 718 จะไม่บรรลุคุณสมบัติทางกลตามที่ตั้งใจไว้

โลหะผสมทั้งสองชนิดสามารถหล่อการลงทุนได้หรือไม่?
ใช่ ทั้งสองสามารถผลิตได้โดยการหล่อการลงทุน การหล่อ Inconel 718 ต้องใช้สารละลายเพื่อละลายเฟส Laves ที่เกิดขึ้นระหว่างการแข็งตัว ตามด้วยการบ่มเพื่อพัฒนาความแข็งแรง การอบชุบด้วยความร้อนเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการผลิต ไม่ใช่ขั้นตอนเสริม การหล่อ Inconel 625 ค่อนข้างจะให้อภัยมากกว่า แม้ว่าการควบคุมการแยกส่วนยังคงมีความสำคัญสำหรับส่วนที่หนาก็ตาม

ขั้นตอนถัดไป: จับคู่กลไกกับโหมดความล้มเหลว

ตัวเลือกระหว่าง Inconel 625 และ 718 สำหรับ ส่วนอินโคเนล ควรเป็นไปตามคำถามเดียวในการจัดระเบียบ: กลไกการย่อยสลายที่โดดเด่นคืออะไร? หากการกัดกร่อน เช่น การเกิดหลุม การทำลายของรอยแยก ตัวกลางที่เป็นกรดหรือคลอไรด์ เป็นภัยคุกคามที่น่าเชื่อถือ สารเคมีในสารละลายของแข็งและปริมาณโมลิบดีนัมของ 625 จะจัดการกับปัญหานี้ได้โดยตรง และการใช้งานแบบเชื่อมจะทำให้การผลิตง่ายขึ้น หากความเครียด ความเหนื่อยล้า หรือผลผลิตภายใต้ภาระที่ต่ำกว่าประมาณ 650°C เป็นข้อกำหนดในการควบคุม ความแข็งแรงชุบแข็งด้วยการตกตะกอนของ 718 ถือเป็นข้อกำหนดที่เหมาะสม โดยมีเงื่อนไขว่าเพดานอุณหภูมิจะต้องได้รับการเคารพ

สำหรับการใช้งานที่มีทั้งการกัดกร่อนและความเค้นสูง โลหะผสมทั้งสองชนิดก็ไม่ใช่คำตอบที่เป็นสากล การประเมินควรชั่งน้ำหนักผลที่ตามมาของความล้มเหลวในการกัดกร่อนเทียบกับผลที่ตามมาของความล้มเหลวทางกล และพิจารณาว่าวัสดุที่แตกต่างกันหรือแนวทางการป้องกันพื้นผิวอาจตอบสนองความต้องการทั้งสองได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นหรือไม่

เพื่อการทบทวนที่มีอยู่ สเปค ชิ้นส่วนอินโคเนลรวมถึงข้อมูลผลิตภัณฑ์ Inconel 600 และ Inconel 718 โปรดไปที่หน้าผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง สำหรับชิ้นส่วน Inconel 625 หรือส่วนประกอบที่หล่อและกลึงแบบกำหนดเองในโลหะผสม ให้ยืนยันขอบเขตการผลิตในปัจจุบันและความสามารถในการบำบัดความร้อนโดยตรงก่อนที่จะระบุ