nikel alaşımı 718 (İnconel® 718, US N07718, W. NR. 2.4668) çubuk, Dövme, Çarşaf, ve yüzük

Inconel®'e Giriş 718

İnconel® 718 (US N07718, W. NR. 2.4668), Nikel alaşımı olarak da bilinir 718, yüksek performanslıdır, olağanüstü gücü ile ünlü yağış sertleşebilir nikel-krom süper alaşım, korozyon direnci, ve geniş bir sıcaklık aralığında stabilite, kriyojenik koşullardan (-423° F/-253 ° C) yüksek sıcaklıklara (1300° F/704 ° C). Havacılıkta yaygın olarak kullanılır, yağ ve gaz, ve güç üretimi, Inconel 718 çubuklar gibi formlarda mevcuttur, dövme, çarşaf, ve halkalar, Her biri türbin bileşenleri gibi belirli uygulamalar için tasarlandı, Roket Motorları, ve yüksek basınçlı bağlantı parçaları. Eşsiz özellikleri, nikel içeren dengeli bir kompozisyondan kaynaklanıyor, Krom, Niyobyum, ve molibden, Yağış sertleşmesini ve zorlu ortamlara direnç sağlayan.

Alaşımın çok yönlülüğü, yüksek gerilme mukavemeti gerektiren karmaşık parçalar için idealdir., Yorulma Direnci, ve kaynaklanabilirlik. Inconel 718 Çubuklar, bağlantı elemanları ve şaftlar gibi yüksek stresli bileşenler için kullanılır, Türbin diskleri ve halkaları için vurgular, Motorlarda şekillendirilmiş parçalar için çarşaflar, ve sızdırmazlık ve yapısal uygulamalar için halkalar. Korozyon direnci, özellikle stres korozyon çatlamasına karşı (SCC) ve çukurluk, Ekşi gaz ve deniz suyu gibi agresif medyada dayanıklılık sağlar. Bu makalede Inconel 718’in kimyasal bileşimini araştırıyor, Mekanik Özellikler, üretim süreçleri, Uygulamalar, ve çubuklar için boyutsal toleranslar, dövme, çarşaf, ve halkalar. Ayrıntılı tablolar mühendisler için bir referans sağlar, ve Incoloy ile karşılaştırmalar 901 ve boru kazık notları (EN10219-1, API 5L) Özel rolünü vurgulayın. Endüstri standartlarından ve üreticilerinden bilgilerden yararlanarak, Bu makale Inconel 718’in ileri mühendislikteki kritik önemini vurgulamaktadır.

 

Kimyasal bileşim ve malzeme analizi

Inconel'in kimyasal bileşimi 718 yüksek güç sağlamak için titizlikle tasarlanmıştır, korozyon direnci, ve kaynaklanabilirlik. Alaşım tipik olarak% 50.0-55.0 nikel içerir, 17.0–21.0 krom, 4.75–5.50% niyobyum, 2.8–3.3% molibden, 0.65–1.15% titanyum, 0.2–0.8 alüminyum, ve bir demir dengesi (18- ), Karbon dahil eser öğelerle (≤0.08), Manganez (≤0.35), Silikon (≤0.35), fosfor (≤0.015), Kükürt (≤0.015), Ve bor (≤0.006). Bu öğeler, γ oluşumunu optimize etmek için kontrol edilir. [Ni3(Al, Ti)] ve γ ” [Ni3Nb] Isı işlemi sırasında fazlar, yağış sertleşmesi yoluyla gücü arttıran.

Nikel, yüksek sıcaklıklarda korozyon direnci ve yapısal stabilite temelini oluşturur, krom koruyucu bir oksit tabakası oluştururken, 1800 ° F'ye kadar oksidasyona direnme (982° C). Niyobyum ve titanyum tahrik yağış sertleşmesi, önemli ölçüde artan akma mukavemeti, Molibden, klorür açısından zengin ortamlarda çukur ve çatlak korozyonuna karşı direnci arttırır. Düşük karbon içeriği karbür yağışını en aza indirir, Kaynak sırasında duyarlılaşmayı azaltmak, ve bor tahıl sınırlarını güçlendirir, Sürünme Direnişini Geliştirme. Incoloy ile karşılaştırıldığında 901 (40–45 nikel, 2.35–3.10% Titanyum), Inconel 718’in daha yüksek niyobyum ve nikel içeriği, gücünü ve korozyon direncini arttırdı, üretim karmaşıklığını arttırmasına rağmen. EN10219-1 S355JOH gibi boru kazık sınıflarına göre (0.22% Karbon, 1.60% Manganez), Inconel 718’in nikel tabanlı kompozisyonu, aşırı koşullarda üstün performans sunuyor, ancak daha yüksek bir maliyetle.

Alaşımın mikro yapısı geniş bir sıcaklık aralığında sabit kalır, Performansı düşürebilecek aşama dönüşümlerine direnmek. Bu Inconel'i yapar 718 Çubuklar için ideal, dövme, çarşaf, ve zorlu uygulamalarda kullanılan halkalar, ASTM B637 gibi ASTM B637 ve ASTM B670 gibi Saçlar için Standartlar.

 

Inconel'in mekanik özellikleri 718

Inconel 718 olağanüstü mekanik özellikler sergiler, Çeşitli formlarında yüksek stresli uygulamalar için uygun hale getirmek. Oda sıcaklığında, Alaşım, minimum 1034-1035 MPa verim gücü sunar (150 VE KİTAP) ve 1241-1275 MPa gerilme mukavemeti (180–185 ksi), % 12-15 uzama ve yaklaşık olarak sertlik 331 HBW (35 HRC). Bu özellikler 1300 ° F'ye kadar korunur (704° C), Etrafta akma gücü ile 860 MPA (125 VE KİTAP) 1200 ° F (649° C), Gaz türbinleri gibi yüksek sıcaklık ortamlarında güvenilirliğin sağlanması. Alaşımın sürünme rüptürü mukavemeti ve yorgunluk direnci, döngüsel yükleme uygulamaları için kritiktir., türbin diskleri ve roket motoru bileşenleri gibi.

Yağış sertleşmesi, γ ’ve γ” fazları tarafından yönlendirilir, 1700-1850 ° F'de çözelti tavlama gibi ısı tedavileri ile elde edilir (927–1010 ° C) ardından 1325 ° F'de yaşlanma (718° C) için 8 saat, 100 ° F/Saat ila 1150 ° F'de soğutma (621° C), ve tutarak 8 saat (AMS 5662). Bu tedavi gerilme ve yorgunluk mukavemetini en üst düzeye çıkarır, Alternatif bir tedavi iken (AMS 5664) Ağır bölümlerde enine sünekliği çentik kırılganlık pahasına artırır. Çubuklar ve Dikkatler Havacılık ve Uzay Bileşenleri için bu tedavilerden yararlanır, çarşaflar ve yüzükler, biçimlendirilebilirlik ve mukavemet sağlamak için benzer işlemler gerektirir. Incoloy ile karşılaştırıldığında 901 (Verim mukavemeti ~ 900 MPa), Inconel 718 üstün güç sunar, API 5L X70 gibi boru kazık notları (485 N/mm²) yapısal uygulamalar için önemli ölçüde daha zayıf ancak daha uygun maliyetli.

Alaşımın tokluğu, karmaşık şekillere dövme ve yuvarlanmaya izin verir, Boyut kasılmasını hesaba katmak için genellikle çözeltiden kaynaklanan durumda işlenmiş çubuklar ve halkalar (İçin 0.07%) yaşlanma sırasında. Bu özellikler, Inconel 718’in kritik uygulamalarda güvenilirliğini sağlar.

 

Korozyon direnç özellikleri

Inconel 718’in korozyon direnci tanımlayıcı bir özellik, Çubuklardaki agresif ortamlarda kullanımını sağlamak, dövme, çarşaf, ve halkalar. Yüksek nikel içeriği (50–55) çok çeşitli inorganik ve organik bileşiklere direnç sağlar, Güçlü oksitleyici ortam hariç, Kromken (17–21) koruyucu bir oksit tabakası oluşturur, oksidasyona direnme ve 1800 ° F'ye kadar ölçeklendirme (982° C). Molibden (2.8–3.3%) Klorür açısından zengin ortamlarda çukur ve çatlak korozyon direncini arttırır, deniz suyu ve ekşi gaz kuyuları gibi, Alaşımın petrol ve gaz uygulamalarına uygun hale getirilmesi. Alaşım ayrıca stres korozyon çatlamasına da direnir (SCC), yüksek basınçlı sistemler için kritik.

Incoloy ile karşılaştırıldığında 901, Inconel 718 Daha yüksek nikel ve niyobyum içeriği nedeniyle oksitleyici asitlere ve yüksek sıcaklık korozyonuna karşı üstün direnç sunar, Tip gibi paslanmaz çeliklere göre ölçeklendirmeye daha az dayanıklı olmasına rağmen 310 aşırı koşullarda. Boru kazık notları (örneğin, EN10219-1 S355JOH, API 5L X52) Korozyon koruması için kaplamalara güvenin, Inconel 718’in doğal direnişinden yoksun. Düşük karbon içeriği, kaynak sırasında duyarlılığı en aza indirir, büyük korozyonun azaltılması, kaynaklı tabakalar ve halkalar için hayati önem taşıyor. Havacılıkta, Alaşım, kükürt içeren jet motoru atmosferlerine dayanıyor, Deniz ayarlarında iken, Kaplamalar veya katodik koruma, hizmet ömrünü uzatabilir.

Alaşımın korozyon direnci, mekanik özellikleri ile birleştiğinde, zorlu koşullarda dayanıklılık gerektiren uygulamalar için ideal, Türbin bileşenlerinde uzun vadeli performansın sağlanması, bağlantı elemanları, ve kriyojenik tank.

 

İmalat ve işleme

Üretim Inconel 718 çubuklara, dövme, çarşaf, ve halkalar, optimal özelliklere ulaşmak için hassas metalurjik ve işleme teknikleri gerektirir. Alaşım tipik olarak sıcaktır. (1010–1150 ° C) biçimlendirilebilirliği sağlamak için, Malzemeyi kucaklayabilecek kükürt içeren yakıtlardan kaçınmak için dikkatli kontrol ile. Çubuklar ve vuruşlar, vakum indüksiyonu erimesi yoluyla üretilir (Vim) ve vakum arkı kaldırma (BİZİM), ardından 900-1120 ° C'de Düzenleme ile Dövme (20% açık ölme için minimum, 10% Kapalı ölçek için) dubleks tane yapılarından kaçınmak için. 955-1065 ° C'de çözüm tavlama, ardından 18-20 saat boyunca 720-650 ° C'de yaşlanma (AMS 5662/5664), Güç ve sünekliği optimize eder.

Biçimlendirilebilirliği sağlamak için tabakalar çözeltiden kaynaklanan durumda yuvarlanır, ASTM B670 ile kalınlık ve düzlük için toleranslar belirtir. Yüzükler dövülür veya yuvarlanır, Genellikle nikel kaplama ve vakum aralık gerektiren (örneğin, BNI-2 Dolgu Metal) Havacılık ve uzay bileşenleri için. Kaynak, çarşaflar ve yüzükler için kritik, Gaz tungsten ark kaynağı kullanır (GTAW) veya elektron ışını kaynağı (EMS) AWS A5.14 ERNIFECR-2 Dolgu ile Sıcak Çatlamayı En aza indirmek için. Alaşımın yüksek mukavemeti, işlenmeyi zorlaştırır (Grup D-2), Çözeltiden kaynaklanan durumda kaba işleme gerektiren ve yaşlandıktan sonra boyut kasılmasını hesaba katmak için bitirme (0.07%).

Incoloy ile karşılaştırıldığında 901, Inconel 718 daha yüksek nikel içeriği nedeniyle dövmek daha zor, ancak kaynaklanabilirliği birçok süper alaşımdan daha üstündür. Boru kazık notlarının işlenmesi daha kolaydır, ancak yüksek sıcaklık performansı yoktur. Bu süreçler Inconel'i sağlar 718 ASTM B637 ve AMS gibi standartları karşılıyor 5596, Kritik uygulamalarda güvenilirlik sağlamak.

 

Inconel uygulamaları 718

Inconel 718’in çubuklardaki çok yönlülüğü, dövme, çarşaf, ve Rings, zorlu endüstrilerdeki çok çeşitli uygulamaları destekler. Havacılıkta, Çubuklar yüksek sıcaklık cıvataları için kullanılır, bağlantı elemanları, ve şaftlar, Amballer türbin diskleri oluştururken, kompresör bıçakları, ve roket motor bileşenleri, Alaşımın gücünden ve yorgunluk direncinden yararlanmak. Kabarlarda çarşaflar oluşur, egzoz sistemleri, ve jet motorları için gövde parçaları, şekillendirilebilirlik ve korozyon dirençlerinden yararlanmak. Yüzükler, türbinler ve roket motorlarında sızdırmazlık ve yapısal bileşenler için kritiktir, Yüksek sürünme rüptürü gücünün gerekli olduğu yerlerde.

Petrol ve gaz endüstrisinde, Inconel 718 Wellbore araçları için çubuklar ve dövmeler kullanılır, Vanalar, ve tamamlama ekipmanı, Ekşi gaz ve klorür korozyonuna direnme. Açık deniz platformları için yüksek basınçlı boru ve bağlantı parçalarında çarşaflar ve halkalar kullanılır. Alaşımın kriyojenik performansı, sıvılaştırılmış doğal gaz uygulamalarını destekler (LNG) depo, yüksek sıcaklık stabilitesi, buhar türbini bileşenleri için enerji üretiminde değerlidir. Nükleer reaktörler Inconel'i kullanır 718 Radyasyon direnci için, ve otomotiv uygulamaları egzoz sistemlerini ve turboşarj bileşenlerini içerir.

Boru kazık notlarına kıyasla (örneğin, API 5L X70), yapısal temeller için kullanılır, Inconel 718 maliyetin dayanıklılığa ikincil olduğu yüksek performanslı uygulamalar için ayrılmıştır. Incoloy 901 benzer havacılık uygulamalarında kullanılır, ancak aşırı korozyon ortamları için daha az uygundur. Alaşımın karmaşık şekillere üretilme yeteneği, endüstrilerdeki kritik sistemlerde rolünü sağlar.

 

Teknik özellikler ve parametre tablosu

Aşağıdaki tablo, Inconel'in temel parametrelerini özetlemektedir. 718 çubuklar için, dövme, çarşaf, ve halkalar, Mühendisler için kapsamlı bir referans sağlamak.

Parametre	Belirtimi
Alaşım	İnconel® 718 (US N07718, W. NR. 2.4668)
Kimyasal bileşimi	Ni: 50.0–55.0%, CR: 17.0–21.0%, NB: 4.75–5.50, Mo: 2.8–3.3%, Ti: 0.65–1.15%, Al: 0.2–0.8, Fe: Denge, C: ≤0.08, MN: ≤0.35, Si: ≤0.35, P: ≤0.015, S: ≤0.015, B: ≤0.006
Yoğunluk	8.19 g/cm³ (0.296 lb/inç³)
Çekme dayanımı (Oda sıcaklığı)	≥1241–1275 MPa (180–185 ksi)
Verim gücü (Oda sıcaklığı)	≥1034-1035 MPa (150 VE KİTAP)
Kopma uzaması (Oda sıcaklığı)	12–15
Sertlik	~ 331 HBW (35 HRC)
Sürünme Rüptür Gücü	1300 ° F'de yüksek (704° C)
korozyon direnci	Oksitlenmede mükemmel, klorür açısından zengin, ve ekşi gaz ortamları
oksidasyon direnci	1800 ° F'ye kadar (982° C)
Sıcak çalışma sıcaklığı	1850–2100 ° F (1010–1150 ° C)
ısı tedavisi (AMS 5662)	Çözüm 1700-1850 ° F'de (927–1010 ° C), 1325 ° F yaş (718° C) 8 saat için, 100 ° F/Saat ila 1150 ° F (621° C), 8 saat tut, hava serin
kaynaklanabilirlik	Ilıman, AWS A5.14 ERNIFECR-2 Dolgu ile GTAW/EBW
standartları	ASTM B637 (dövme), ASTM B670 (Çarşaf), AMS 5596, AMS 5662-5664
Uygulamalar	Havacılık (türbin diskleri, bağlantı elemanları), yağ ve gaz (Vanalar, Wellbore Araçları), enerji üretimi, Nükleer reaktörler

Bu tablo, Inconel 718’in özelliklerine özlü bir bakış sağlar, Belirli uygulamalar için malzeme seçimine yardımcı olmak.

 

BOYUTLU TOLERANSLAR

Inconel için boyutsal toleranslar 718 Barlar, dövme, çarşaf, ve halkalar imalat ve uygulamada hassasiyet sağlamak için kritiktir, ASTM B637 ve ASTM B670 gibi standartlara göre yönetiliyor. çubuklar için, ASTM B637 ± 0.010 inç toleransları belirtir (± 0.25 mm) çaplar için 1 inç (25.4 mm) ve ± 0.031 inç (± 0.79 mm) Daha büyük çaplar için (K9 - K12, H8 - H13). Onaltılık ve kare çubukların toleransları ± 0.020 inç (± 0.51 mm) Boyutlar için 2 inç (50.8 mm). dövme, AMS 5662-5664, benzer toleransları koruyun, ile sınırlı kesit alanları ile 78 iç (503 CM²) barlar ve bitmiş vuruşlar için. çarşaf, ASTM B670, ± 0.005 inç kalınlık toleransları (± 0.13 mm) Kalınlıklar için ≤0.125 inç (3.18 mm) ve daha kalın bölümler için ±% 10.

Halka, genellikle dövme veya yuvarlanır, ASTM B637 Toleranslarına uyun, ± 0.020 inç dış çaplı toleranslarla (± 0.51 mm) çaplar için 10 inç (254 mm). Barlar için düzlük ile sınırlıdır 0.050 ayak başına inç (4.17 mm / m), İşleme sırasında hizalamayı sağlamak. Boru kazık notlarına kıyasla (EN10219-2: ±% 1 çap, ±% 10 kalınlık), Inconel 718’in toleransları, hassas uygulamaları nedeniyle daha sıkı. Yüzey kaplamaları, cilalı veya çubuklar için turşu gibi, sayfalar için parlak veya ayna gibi, havacılık ve uzay standartlarını karşılamak için kontrol edilir. Bu toleranslar Inconel'i sağlar 718 Bileşenler, yüksek performanslı sistemlerin katı gereksinimlerini karşılar, kusurları en aza indirmek ve güvenilirliği sağlamak.

 

Incoloy ile karşılaştırma 901 ve boru kazık notları

Inconel 718 genellikle incoloy ile karşılaştırılır 901 ve üst üste binen uygulamaları nedeniyle boru kazık notları. Incoloy 901 (US N09901), ~ 900 MPa verim mukavemeti ve gerilme mukavemeti ile 1150 MPA, Inconel'den daha az sağlamdır 718 (1034–1035 MPa verimi, 1241–1275 MPA gerilme). Inconel 718’in Yüksek Nikeli (50–55 vs. 40–45) ve niyobyum (4.75–5.50) İçerik gücünü ve korozyon direncini arttırır, özellikle oksitleyici asitlerde ve yüksek sıcaklık ortamlarında. Incoloy 901’in yüksek demir içeriği affedilebilirliği artırır, İşlemeyi kolaylaştırıyor, ancak inconel'e kıyasla aşırı korozyona daha az dirençli 718.

EN10219-1 S355JOH gibi boru kazık notları (Verim gücü 355 N/mm²) ve API 5L X52 (360 N/mm²) yapısal uygulamalar için tasarlanmıştır, karbon içeriği ile 0.26% ve manganez 1.65%. Bu notlar çok daha ucuzdur, ancak Inconel 718’in yüksek sıcaklık ve korozyon direncinden yoksun, dayanıklılık için kaplamalara güvenmek. Inconel 718 türbin bileşenleri ve ekşi gaz kuyuları gibi özel uygulamalarda kullanılır, Boru kazık notları vakıflar ve deniz yapıları için uygunken. Seçim çevre ve performans gereksinimlerine bağlıdır, Inconel ile 718 Premium maliyetle aşırı koşullar için eşsiz dayanıklılık sunmak.

Inconel 718’in üstün özellikleri havacılık, petrol ve gaz için ideal, Incoloy iken 901 ve boru kazık notları, daha az zorlu uygulamalar için uygun maliyetli alternatifler olarak işlev görür.

 

Zorluklar ve sınırlamalar

Inconel 718’in olağanüstü mülkleri, dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini gerektiren zorluklarla birlikte gelir. Kaynaklanabilirlik önemli bir engeldir, Alaşımın yüksek nikel ve niyobyum içeriği sıcak çatlamaya duyarlılığı arttırdıkça. AWS A5.14 ERNIFECR-2 Dolgu ile GTAW veya EBW gibi teknikler, Çözeltiden kaynaklanan durumda gerçekleştirildi, çatlamayı en aza indirmek için gerekli, ardından anılandan sonra ısı işlemi. Bu karmaşıklık Incoloy'unkini aşıyor 901, daha yüksek demir içeriği nedeniyle kaynak yapmak daha kolay. İşleme başka bir zorluktur (Grup D-2), Çözeltiden kaynaklanan durumda kaba işleme gerektiren ve yaşlandıktan sonra boyut kasılmasını hesaba katmak için bitirme (0.07%).

Alaşımın yüksek maliyeti, Nikel ve niyobyum tarafından sürüldü, Kullanımını performansın masrafı haklı çıkardığı uygulamalarla sınırlar. API 5L X70 gibi boru kazık sınıfları yapısal uygulamalar için daha ekonomiktir, ancak Inconel 718’in korozyon direncini veya yüksek sıcaklık performansını eşleştiremez. 1300 ° F'nin üzerinde (704° C), Inconel 718’in gücü azalıyor, Inconel gibi alaşımları gerektiren 625 Daha yüksek sıcaklıklar için. Korozyon direnci mükemmeldir, ancak inconel'e kıyasla güçlü oksitleyici asitlerde daha az etkilidir 625. Hizmet ömrünü uzatmak için deniz ortamlarında koruyucu kaplamalar veya katodik koruma gerekebilir.

Bu zorluklar kesin üretim yoluyla hafifletilir, Uygun ısı tedavileri, ve çevresel değerlendirmeler, Inconel'i Sağlamak 718 Havacılık ve Petrol ve Gaz gibi kritik uygulamalarda güvenilir performans sunar.