Inconel 718 ir rets niķeļa sakausējums, kura stiprums nepastāv, kamēr termiskais apstrādātājs to nav izveidojis. Atkausētā stāvoklī tas ir pieticīgs 1000 MPa-klases materiāls; pēc divu -pakāpju nokrišņu apstrādes tas sasniedz 1270 MPa minimālo stiepes koeficientu ar ražību virs 1030 MPa, un šī atšķirība ir viss iemesls, kāpēc sakausējums ir norādīts rotējošās iekārtās un spiediena iekārtās.
Kas ir Inconel 718
Inconel 718 (UNS N07718, EN 2.4668)ir nogulsnēs -cietināms niķeļa-hroma-dzelzs sakausējums, kas stiprināts ar divām starpmetālu fāzēm: gamma dubulto-pirmu (g″, Ni3Nb) kā primāro sacietēšanas fāzi un gamma primāro (g′, Ni3(Al, Ti)) kā sekundāro fāzi.
Šis sakausējums ir neparasts starp niķeļa supersakausējumiem, jo tā sacietēšanas reakcija ir lēna, un tas ir tieši tas, kas padara to metināmu bez plaisāšanas, kas skar tādus sakausējumus, kas ātri noveco, piemēram, X-750. Tas saglabā augstu izturību pret kriogēnām temperatūrām līdz aptuveni 650 grādiem (1200 ° F), kas ir darba aploksne, kas tiek piedāvāta lielākajā daļā datu lapu ilgtermiņa apkalpošanai.
| Vienums | Vērtība |
|---|---|
| UNS numurs | N07718 |
| LV / Werkstoff numurs | 2.4668 |
| Parastie nosaukumi | Inconel 718, sakausējums 718, niķelis 718, NiCr19Fe19Nb5Mo3 (EN saīsinājums) |
| Ģimene | Nokrišņi-cietināms Ni-Cr-Fe-Nb-Mo |
| Stiprināšanas mehānisms | g″ (Ni3Nb) primārais + g′ (Ni3(Al,Ti)) sekundārais |
| Blīvums | 8,19 g/cm3 (0,296 mārciņas/3 collas) |
| Kušanas diapazons | 1320–1390 grādi (2410–2540 grādi F) |
| Izmantojamais pakalpojumu klāsts | -250 grādi līdz +650 grādi ilgtermiņā |
Ķīmiskais sastāvs
Tālāk norādītais sastāvs ir standarta pieņemšanas aploksne, ko AMS 5662 / AMS 5663 un ASTM B637 izmanto stieņiem un kalumiem. Noteicošais elements ir niobijs: tas veido Ni3Nb gamma dubultās{5}}galvenās nogulsnes novecošanas laikā, un tā diapazons tiek stingri kontrolēts, jo pārāk maz niobija samazina sacietēšanas reakciju, bet pārāk daudz veicina segregāciju un Laves fāzi. Dzelzs šeit nav piemaisījums, bet gan apzināts līdzsvara elements, kas palēnina novecošanās reakciju un uzlabo izgatavojamību.
| Elements | Min (%) | Maks. (%) | Loma |
|---|---|---|---|
| Niķelis + kobalts (Ni+Co) | 50.0 | 55.0 | Bāzes matrica; augstas{0}}temperatūras stiprums |
| Hroms (Cr) | 17.0 | 21.0 | Oksidācijas un korozijas izturība |
| Dzelzs (Fe) | Līdzsvars | - | Matricas līdzsvars; palēnina novecošanās reakciju uz metināmību |
| Niobijs + tantals (Nb+Ta) | 4.75 | 5.50 | Veido g″; primārais rūdīšanas elements |
| Molibdēns (Mo) | 2.80 | 3.30 | Ciets{0}}risinājuma stiprinājums |
| Titāns (Ti) | 0.65 | 1.15 | Veidlapas g′; līdz-nogulsnes |
| Alumīnijs (Al) | 0.20 | 0.80 | Veidlapas g′; līdz-nogulsnes |
| Kobalts (Co) | - | 1.00 | Piemaisījumu ierobežojums lielākajā daļā specifikāciju |
| Ogleklis (C) | - | 0.08 | Uzglabāts zemā līmenī, lai izvairītos no karbīda trausluma |
| Mangāns (Mn) | - | 0.35 | Piemaisījumu kontrole |
| Silīcijs (Si) | - | 0.35 | Piemaisījumu kontrole |
| Fosfors (P) | - | 0.015 | Piemaisījumu kontrole |
| Sērs (S) | - | 0.015 | Piemaisījumu kontrole; kritisks karstās apstrādes spējai |
| Varš (Cu) | - | 0.30 | Piemaisījumu robeža |
| Bors (B) | - | 0.006 | Mikro-sakausējums graudu-robežas stiprībai |
Nokrišņu mehānisms: kāpēc termiskā apstrāde rada spēku
Atkausētā stāvoklī Inconel 718 ir ciets šķīduma sakausējums ar mērenu stiprību, aptuveni 1030 MPa minimālo stiepes spēku AMS 5662 stāvoklī.
Nokrišņu termiskā apstrāde sakausējuma minimālo stiepes spēku sasniedz 185 ksi (1276 MPa), jo tas liek mikrostruktūrā notikt divām lietām: niobija, titāna un alumīnija atomi, kas pēc šķīduma apstrādes ir izšķīdināti matricā, izdalās no šķīduma nanometru- mēroga Ni3Nb un Ni3(Al,Ti) daļiņu veidā. un tās daļiņas piesprauž dislokācijas kustību, kas citādi pieļautu plastisko deformāciju.
Divpakāpju novecošanas cikls pastāv, jo abas fāzes reaģē dažādās temperatūrās: pirmajā posmā 1325 °F temperatūrā veidojas g″ fāze, bet otrā 1150 °F temperatūrā ļauj tai izaugt līdz izmēram, kas nodrošina optimālu izturības{3}}izturības līdzsvaru. Izlaižot vai saīsinot kādu no soļiem, sakausējums kļūst mazāk-rūdīts, tāpēc termiskās apstrādes-rekordiem ir lielāka nozīme 718 nekā gandrīz jebkuram citam niķeļa sakausējumam.
Piegādes nosacījumi: AMS 5662, AMS 5663 un AMS 5664
Inconel 718 stieņu, kalumu un cauruļu iepirkumā dominē trīs AMS nosacījumi. Viņiem ir viena un tā pati ķīmija; Atšķirība ir tikai termiskās-apstrādes stāvoklī, un katram ir atšķirīgs uzdevums piegādes ķēdē.
| Specifikācija | Stāvoklis | Minimālās īpašības (istabas temperatūra) | Tipisks lietojums piegādes ķēdē |
|---|---|---|---|
| AMS 5662 | Apstrādāts ar šķīdumu (atkausēts) | UTS 1034 MPa (150 ksi) min, YS 517 MPa (75 ksi) min | Izejvielas mehāniskai apstrādei; pietiekami mīksts, lai viegli sagrieztu |
| AMS 5663 | Apstrādāts ar šķīdumu + cietināts ar nokrišņiem | UTS 1276 MPa (185 ksi) min, YS 1034 MPa (150 ksi) min, EL 12% min, RA 15% min | Apkopei{0}}gatavas rotējošas aparatūras un spiediena daļas |
| AMS 5664 | Augstākas-stiprības auksti apstrādāts-+vecināts variants | Stiprības ziņā pārsniedz AMS 5663 | Stiprinājumi un detaļas, kurām nepieciešama maksimāla izturība |
Cauruļvadiem un spiedieniekārtām iepirkuma loģika ir šāda: pasūtiet AMS 5662, kad detaļa vispirms jāapstrādā vai jāsaliek un vēlāk jārūdina, un pasūtiet AMS 5663, kad daļa tiek piegādāta galīgajā stāvoklī.
Izplatīta piegādes kļūda ir AMS 5663 caurules pieprasīšana un pēc tam mehāniskā-locīšana-mājā, kas, strādājot-sacietē un var deformēt daļu, kas jau bija pilnā stiprumā; pareizais ceļš mehāniski apstrādātām-no-neapstrādātām daļām ir AMS 5662, kam seko kontrolēts novecošanas cikls.
Termiskās apstrādes maršruts
Standarta nokrišņu sacietēšanas cikls atbilstoši AMS 5663 ir divpakāpju apstrāde. Šķīduma apstrāde pirms novecošanas izšķīdina cietināšanas elementus un nosaka graudu izmēru; novecošanās posmi veido kodolu un audzē nogulsnes.
| Solis | Temperatūra | Laiks / dzesēšana | Mērķis |
|---|---|---|---|
| Šķīduma atkausēšana | 927–1010 grādi (1700–1850 grādi F) | Turiet atbilstoši sekcijas izmēram, atdzesējiet gaisu vai ātrāk | Izšķīdina Nb, Ti, Al; iestatīt graudu izmēru |
| Novecošanas posms 1 | 718 grādi (1325 grādi F) | 8 stundas | Kodola g″ (Ni3Nb) fāze |
| Novecošanas posms 2 | 621 grāds (1150 grādi F) | Krāsns atdzesē no 1. soļa; kopējais novecošanās laiks 18 h; gaisa vēss | Palieliniet g″ un g′ līdz optimālajam izmēram |
1325/1150 grādu F maršruts ir AMS standarts. Piezīme ražotājiem: sakausējums uzrāda aptuveni 0,0008 collu kontrakciju pēc nokrišņu sacietēšanas, tāpēc precīzi -apstrādātie izmēri ir jāiestata pirms novecošanas vai saraušanās jāņem vērā apstrādes pielaidē.
Fizikālie un mehāniskie dati
Zemāk esošajā tabulā ir apvienotas fizikālās konstantes ar reprezentatīvu mehānisko uzvedību temperatūrā. Telpas-temperatūras minimums ir līgumā noteikts, paaugstinātās-temperatūras rādītāji ir tipiskas projektēšanas vadlīniju vērtības.
| Īpašums | Vērtība |
|---|---|
| Blīvums | 8,19 g/cm3 |
| Elastības modulis, istabas temperatūra | 200 GPa (29 x 10³ ksi) |
| Vidējais CTE, 20–300 grādi | 13.9 µm/m·K |
| Siltumvadītspēja, istabas temperatūra | 11.4 W/m·K |
| UTS, atkausēta (AMS 5662 min) | 1034 MPa |
| UTS, vecums (AMS 5663 min) | 1276 MPa |
| YS, vecums (AMS 5663 min) | 1034 MPa |
| Pagarinājums, vecums (AMS 5663 min) | 12% |
| Cietība, novecojusi (tipiska) | 331 HBW min (aptuveni 36 HRC) |
Augsta{0}}temperatūra un kriogēna uzvedība
Tā pati nokrišņu struktūra, kas nodrošina 718 telpas temperatūras izturību, ir stabila līdz aptuveni 650 grādiem, tāpēc sakausējumam ir izmantojama stiepes un šļūdes izturība turbīnu un urbumu diapazonā. Tipiskas novecošanas īpašības 650 grādos joprojām uzrāda apmēram 1100 MPa stiepes spēku, un spriedzes{6}}pārrāvuma veiktspēja ir iemesls, kāpēc 718 ir standarta rotējošais{8}}aparatūras sakausējums.
Apvalka otrā galā austenīta matricai nav elastīgas -uz-trauslas pārejas, tāpēc sakausējums tiek plaši izmantots kriogēnās tvertnēs un vārstos līdz šķidrā-ūdeņraža temperatūrai. Šī kombinācija, augsta izturība abās galējās temperatūrās ar metināmību starp tām ir iemesls, kāpēc neviens cits niķeļa sakausējums neatbilst tā specifikācijai kosmosa un naftas{4}}un{5}}gāzes jomā.
Metināšana un izgatavošana
Inconel 718ir metināts ar atbilstošu niķeļa-bāzes pildvielu ERNiFeCr-2 klasē (AWS A5.14), pazīstamo Inconel 718 pildvielu saimi. Sakausējumu var metināt gan atlaidinātā, gan vecinātā stāvoklī; lēnā novecošanās reakcija nozīmē, ka karstuma -ietekmētā zona pēc metināšanas neplaisā, kā to dara ātri novecojoši sakausējumi.
Metinot atkvēlinātā stāvoklī un pēc tam novecojot, metinātais metāls attīsta lielu daļu no pamatmetāla stiprības-, tāpēc metinājumi parasti tiek veidoti kā AMS 5662 materiāls un pēc-metināšanas novecošanas cikls. Aukstā formēšana atkvēlinātā stāvoklī ir vienkārša; izturēts materiāls ir pietiekami izturīgs, lai formēšana būtu jāveic pirms nokrišņu sacietēšanas. Apstrādes piezīmes atspoguļo citus niķeļa sakausējumus: stingrs uzstādījums, pozitīva padeve un asi instrumenti, lai izvairītos no sacietēšanas.
Standarti un produktu veidlapas
| Veidlapa | Vadošais standarts | Tipisks diapazons |
|---|---|---|
| Stienis, stienis, stieple | ASTM B637/AMS 5662, 5663, 5664 | Diametrs 6-300 mm |
| Bezšuvju caurule un caurule | AMS 5662 maršruts atbilstoši projekta specifikācijai | OD 21,3–168,3 mm (NPS 1/2–6) |
| Plāksne, loksne, sloksne | ASTM B670/AMS 5596, 5597 | Biezums 0,5–100 mm |
| Kalumi un gredzeni | ASTM B637 | Pēc zīmējuma |
| Stiprinājumi | AMS 5662/5663 + NACE MR0175 varianti | Pēc zīmējuma |
Lietojumprogrammas
- Aviācija: turbīnu diski, kompresora lāpstiņas, dzinēja vārpstas, apvalki un stiprinājumi
- Raķešu dzinēji: turbo sūkņi, korpusi, vilces komponenti
- Eļļa un gāze: dziļurbuma instrumenti, MWD/LWD korpusi, sūkņu vārpstas, drošības vārsti, akas galvas sastāvdaļas atbilstoši NACE MR0175 / API 6A CRA
- Kriogēns: LNG un ūdeņraža tvertnes, vārsti, pārvades caurules
- Kodolenerģija: reaktora iekšējās daļas un vadības{0}}stieņa sastāvdaļas
- Rūpnieciskā: augstas{0}}temperatūras atsperes, stiprinājumi, presformas un instrumenti
Izplatītas iepirkuma kļūdas
- AMS 5663 caurules pasūtīšana un apstrāde mājās, zaudējot novecojušo stāvokli uz apstrādātās virsmas
- Pieņemot, ka visi 718 sertifikāti ir vienādi: nosacījums (atkvēlināts pret novecošanu) ir jānorāda PO
- Izlaižot 1150 grādu F otro novecošanas soli, kas padara sakausējumu zem-rūdīta
- Ignorējot 0,0008 collu/in novecošanās kontrakciju precizitātes izmēros
- Izmantojot 625. klases špakteli uz 718, kas maina metinātā metāla ķīmisko sastāvu un samazina novecošanas izturību
FAQ
J: Kāda ir atšķirība starp AMS 5662 un AMS 5663 Inconel 718?
AMS 5662 ir atkvēlināts risinājums ar aptuveni 1034 MPa minimālo stiepes spēku; AMS 5663 ir tāda paša materiāla nogulsnēšanās-, kas rūdīts līdz 1276 MPa minimālajai stiepei. Pasūtījums 5662 apstrādei un formēšanai, pēc tam vecums; pasūtiet 5663 apkopei-gatavām daļām.
J: Kā Inconel 718 ir rūdīts?
Divpakāpju{0}}vecumā: 8 stundas 718 grādos (1325 °F), pēc tam atdzesējiet krāsnī līdz 621 grādam (1150 °F), kopējais izturēšanas laiks ir 18 stundas, pēc tam atdzesējiet ar gaisu. Apstrāde izgulsnē Ni3Nb (g″) un Ni3(Al,Ti) (g′) fāzes, kas rada dislokācijas.
J: Kādu temperatūru Inconel 718 var izturēt?
Ilgstoša -apkalpošana līdz aptuveni 650 grādiem (1200 °F) ar labu kriogēno veiktspēju līdz -250 grādiem. Virs 650 grādiem g″ fāzes pārsniegums un izturība samazinās.
J: Vai Inconel 718 ir metināms?
Jā, neparasti nokrišņos{0}}rūdītam niķeļa sakausējumam, jo tā novecošanās reakcija ir lēna. Izmantojiet pildvielu ERNiFeCr-2; metināt rūdītā stāvoklī un pēc tam novecot, lai iegūtu gandrīz-parastā metāla metinājuma stiprību.
J: Kādi standarti attiecas uz Inconel 718?
ASTM B637 (stienis un kalumi), ASTM B670 (plāksne), AMS 5662/5663/5664 (aviācijas apstākļi), kā arī NACE MR0175/ISO 15156 un API 6A CRA varianti naftai un gāzei.
J: Vai Inconel 718 var izmantot skābā pakalpojumā?
Jā, 718 ir viens no nedaudzajiem augstas stiprības sakausējumiem, kas uzskaitīti NACE MR0175/ISO 15156 skābā vidē, ar cietības ierobežojumiem, kas ir jāapstiprina sertifikātā.
