Inconel 625 va Inconel 718 Oliy-Harorat va yuqori-Kuchli nikel superqotishmalari - Bilim

Inconel 625vaInconel 718dunyoda eng koʻp qoʻllaniladigan ikkita nikel{0}}asosiy superqotishma boʻlib, ular birgalikda global superqotishma isteʼmolining katta qismini tashkil qiladi. Inconel® familiyasining umumiy bo'lishiga qaramay, ular tubdan farqli asosiy funktsiyalar uchun ishlab chiqilgan: Inconel 625 ekstremal haroratlarda korroziyaga va oksidlanishga chidamliligini birinchi o'ringa qo'yadi, Inconel 718 esa qiyin strukturaviy yuklar ostida ajoyib mexanik kuchga ustunlik beradi.

Inconel 625 vs Inconel 718

Bu hisobot muhandislar, xaridlar bo‘yicha mutaxassislar va texnik xaridorlarga kimyoviy tarkibi, mexanik va fizik xossalari, korroziyaga chidamliligi, payvandlanish qobiliyati, sanoatda qo‘llanilishi va umumiy egalik narxini o‘z ichiga-ma’lumotlarga asoslangan qat’iy taqqoslash bilan ta’minlaydi. Qotishma qarorini-qabul qilishni tezlashtirish uchun aniq tanlov matritsasi kiritilgan.

KEY

625=Korroziya va harorat qiroli (982 darajagacha )|718=Kuch va charchoq chempioni (UTS 1380 MPa gacha). Noto'g'ri tanlash muddatidan oldin muvaffaqiyatsizlikka yoki keraksiz xarajatlarga olib kelishi mumkin.

Nikel super qotishmalari - bu an'anaviy po'lat va alyuminiy qotishmalarining to'liq ishdan chiqishiga olib keladigan haroratlarda mexanik kuch, sirt barqarorligi va korroziyaga chidamliligini saqlab qolish uchun yaratilgan yuqori samarali metall materiallar sinfidir. Ular zamonaviy aerokosmik, energiya, kimyoviy ishlov berish va chuqur{2}}dengiz muhandisligining asosidir.

“Inconel” atamasi ostenitik nikel{1}}xrom super qotishmalari oilasiga nisbatan qo‘llaniladigan Special Metals Corporation (hozirda PCC, Precision Castparts Corp.ning bir qismi)ning ro‘yxatdan o‘tgan savdo belgisidir. Ushbu oilada 625-sinf va 718-sinf o'zlarining istisno va qo'shimcha mulk profillari tufayli o'nlab yillar davomida global iste'molda hukmronlik qilmoqda.

625 va 718 o'rtasidagi ishlash farqlari bevosita ularning aniq kimyoviy sxemalariga bog'liq. Kompozitsiyani tushunish xulq-atvorni tushunish uchun birinchi qadamdir.

Element	Ni	Cr	Mo	Nb+Ta	Fe
Inconel 625	58% dan katta yoki teng	20–23%	8–10%	3.15–4.15%	5% dan kam yoki teng
Inconel 718	50–55%	17–21%	2.8–3.3%	4.75–5.50%	Bal.

Inconel 625 tarkibida 718 (2,8-3,3%) ga qaraganda ancha ko'p molibden (8-10%) mavjud. Mo xloridli muhitda chuqurchalar va yoriqlar korroziyaga chidamliligining asosiy omili bo'lib, 625 ga o'zining yuqori dengiz suvi ishlashini beradi.

Inconel 718 Ni3Nb gamma-ikki marta{5}}birlamchi ('') cho'kma fazasini - hosil qilish uchun yuqoriroq niobiy tarkibidan (4,75-5,5%) foydalanadi.

718-dagi temir balansi (625-dagi minimal nikelga nisbatan) uning aerokosmik konstruktiv qotishma sifatidagi optimallashtirilgan narxini aks ettiradi, bunda korroziyaga chidamlilik emas, balki mustahkamlik dizayn maqsadi edi.

Ikkala qotishma ham to'liq ostenitik (FCC kristalli tuzilishi) va tavlangan holatda magnit bo'lmagan-.

Mexanik xususiyatlar strukturaviy va aylanuvchi{0}}mashina ilovalari uchun eng muhim farqlovchi hisoblanadi. Quyidagi ma'lumotlar sanoat mahsulotining eng keng tarqalgan sharoitlari uchun odatiy qiymatlarni aks ettiradi.

Mulk	Vaziyat	625 qiymati	718 qiymati	Birlik	Δ
Mustahkamlik chegarasi	Tavlangan/keksa	930	1,380	MPa	↑48%
Hosildorlik (0,2%)	Tavlangan/keksa	517	1,170	MPa	↑126%
Cho'zilish	Tavlangan/keksa	42.5	12	%	↓71%
Qattiqlik	Tavlangan/keksa	25 HRC dan kam yoki unga teng	38–44 HRC	HRC	-
Maksimal xizmat harorati.	Uzluksiz	982	704	daraja	-
Charchoq kuchi (10⁸)	Yoshi	~380	~620	MPa	↑63%

Izoh

Inconel 718 aged, tavlangan 625 -ga qaraganda ikki baravar ko‘proq cho‘zilish va oqish quvvatiga ega bo‘lib, u konstruktiv, yuk-ko‘tarilish yoki charchoq-kritik qismlar uchun aniq tanlovdir.

Inconel 625 retains outstanding ductility (>40% cho'zilish) hatto tavlangan holatda ham, shakllantirish, sovuq{1}}ishlash va zarba yuklanishiga duchor bo'lgan ilovalar uchun juda muhim.

Maksimal xizmat ko'rsatish harorati 625 (982 daraja uzluksiz) 718 (704 daraja) dan deyarli 280 daraja yuqori bo'lib, uning yuqori xrom va molibden tarkibi bilan ta'minlangan yuqori oksidlanish qarshiligini aks ettiradi.

ESLATMA

Inconel 718 qisqa{2}}davomiylik yoki tuzilmaviy bo'lmagan{3}} ilovalar uchun ~980 darajagacha ishlatilishi mumkin, ammo 704 darajadan yuqori bo'lgan doimiy mexanik yuklanish tezda haddan tashqari qarish va kuchni yo'qotishiga olib keladi.

Korroziyaga chidamlilik Inconel 625 ning asosiy kuchi va Inconel 718 ning muhim (ikkinchi darajali) qobiliyatidir. Ikkalasi ham agressiv muhitda zanglamaydigan po'latdan ustun turadi, lekin ularning nisbatan ustunligi muhit turiga qarab keskin farq qiladi.

Corrosion Resistance

Atrof-muhit / Metrik	Inconel 625	Inconel 718
Dengiz suvi / xlorid	Zo'r (chuqurlik yo'q)	Good (moderate risk at >400 daraja)
Oksidlovchi kislotalar	Ajoyib	Yaxshi
Kislotalarni kamaytirish	Juda yaxshi	O'rtacha
Fosfor kislotasi (85%)	Ajoyib	O'rtacha
Hidroflorik kislota	Yaxshi	Cheklangan
Yoriq korroziyasi	Ajoyib qarshilik	O'rtacha qarshilik
Stress-Korroziya yorilishi	Yuqori chidamli	Sensibilizatsiya ostida sezgir
PREN (Pitting qarshilik)	~52	~38

Yuqori molibden (8-10%) PRENni ~38 (718) dan ~52 (625) gacha ko'tarib, dengiz suvida chuqurlikka ishonchli qarshilik ko'rsatish uchun uni muhim chegaradan yuqoriga qo'yadi.

625 ostenitik zanglamaydigan po'latlarga ta'sir qiladigan xlorid stressiga-korroziyali yorilish (SCC) ga qarshi immunitetga ega va sezgir sharoitlarda 718 uchun xavf tug'diradi.

625 NACE MR0175/ISO 15156 maʼlumotnomasi sifatida neft va gazdagi nordon{3}}xizmat (H₂S + CO₂) muhitlari uchun ishlatiladi.

Jismoniy xususiyatlar termal boshqaruv, o'lchov barqarorligi va tarkibiy qismlarning og'irligini boshqaradi - tizim dizayni uchun, hatto ular mexanik ishlashga ikkinchi darajali bo'lsa ham.

Mulk	Inconel 625	Inconel 718
Zichlik (g/sm³)	8.44	8.19
Erish diapazoni (daraja)	1,290–1,350	1,260–1,336
Issiqlik o'tkazuvchanligi (Vt/m·K @ 21 daraja)	9.8	11.4
Elektr qarshiligi (mŌ·m)	1.29	1.25
Elastik modul (GPa)	207	200
Issiqlik kengayish koeffitsienti (µm/m· daraja, 21–93 daraja)	12.8	13.0
Maxsus issiqlik sig'imi (J/kg·K)	410	435

Ikkala qotishma ham asosan nikel{0}}austenit matritsasiga ega bo'lgan qotishmalardan kutilganidek, bir-biriga o'xshash jismoniy xususiyatlarga ega. O'rtacha zichlik farqi (8,44 va 8,19 g/sm³) 718 og'irligi{5}} sezgir aerokosmik konstruktiv ilovalarda biroz ustunlik qiladi.

Ishlab chiqarish imkoniyati - qotishmani payvandlash, shakllantirish va qayta ishlash qulayligi - ishlab chiqarishning umumiy qiymatiga va dalaning ta'mirlanishiga bevosita ta'sir qiladi. Bu 625 va 718 o'rtasidagi mazmunli amaliy farq sohasi.

Payvandlash faktori	Inconel 625	Inconel 718
Payvandlashning asosi	Ajoyib	Yaxshi (g'amxo'rlik talab qiladi)
Post{{0}payvandlangan issiqlik bilan ishlov berish	Odatda talab qilinmaydi	To'liq quvvat uchun talab qilinadi
Issiq yorilish xavfi	Past	O'rtacha (Nb ajratish)
To'ldiruvchi metall (AWS)	ERNiCrMo-3	ERNiFeCr-2
Oldindan isitish talab qilinadi	Yo'q	Sometimes (>50 mm kesim)
O'tish oralig'i harorati. Cheklash	Hech kim belgilanmagan	177 darajadan kamroq yoki unga teng tavsiya etiladi

Ishlab chiqarish xarajatlarining oqibatlari

Inconel 625 payvandlashni sezilarli darajada osonlashtiradi, bu esa ko'pgina ilovalarda qimmat{1}}payvandlangandan keyin issiqlik bilan ishlov berish (PWHT) zaruratini yo'q qiladi. Bu ishlab chiqarish muddatini va payvandlangan yig'ilishlar uchun xarajatlarni qisqartiradi.

Inconel 718 ning PWHT (va ular bilan bog'liq boshqariladigan{1}}atmosfera pechlari) uchun talabi xarajat va murakkablikni oshiradi, ammo hosil bo'lgan yog'ingarchilik-qattiqlashtirilgan mikrotuzilmasi aerokosmik va yuqori-yuklangan ilovalarga bu investitsiyani oqlaydigan mustahkamlik darajasini beradi.

Ikkala qotishmaga ishlov berish ishning qattiqlashishi tufayli qiyin; o'tkir asboblar, kam oziqlanish va suv toshqini sovutish suyuqligi eski holatda 718 ga qaraganda bir oz osonroq. 625 muhim mashinalardir.

1-savol: Inconel 625 Inconel 718 ni reaktiv dvigatel diskida almashtira oladimi?

Yo'q. 625 yuqori haroratli korroziyaga mukammal qarshilikka ega bo'lsa-da, uning tavlangan oquvchanligi (~517 MPa) 718 (~1,170 MPa)ning yarmidan kam. O'n minglab aylanish tezligida aylanadigan turbina diski markazdan qochma kuchlanishlarga bardosh berish uchun -718 yog'ingarchilikning qotib qolgan mikro tuzilmasini talab qiladi. 625 dvigatelning ish kuchlanish darajasida oqim va charchoq-.

2-savol: Inconel 718 dengiz suvi quvurlarida ishlatilishi mumkinmi?

718 is not the preferred choice for continuous seawater immersion. Its PREN (~38) falls below the >40 chegarasi odatda turg'un dengiz suvida yoriqlar korroziyaga chidamliligi uchun xavfsiz hisoblanadi. Oqayotgan dengiz suvida yoki katod himoyasi bilan 718 maqbul ishlashi mumkin, ammo Inconel 625 (PREN ~ 52) NACE/ISO standartlari bo'yicha offshor ilovalari uchun ishlab chiqilgan yechimdir.

3-savol: Inconel 625 718 dan kuchlimi?

Yoʻq. Issiqlik bilan ishlov berilgan optimal sharoitlarda Inconel 718 valentlik kuchi boʻyicha taxminan 48% kuchliroq va oqish quvvati boʻyicha 100% dan ortiqroq. 625 sovuq ishlov berish bilan mustahkamlanishi mumkin, lekin har qanday issiqlik bilan ishlov berishda 718 yogʻingarchilik-qattiqlashtirilgan xossalariga mos kela olmaydi.

4-savol: Qo'shimchalar ishlab chiqarish uchun qaysi qotishma yaxshiroq (metall 3D bosib chiqarish)?

Ikkala qotishma ham qo'shimcha ishlab chiqarishda lazerli kukunli qatlam termoyadroviy (LPBF) va yo'naltirilgan energiya to'planishi (DED) orqali o'rnatiladi. Inconel 718 nashr etilgan kattaroq ma'lumotlar to'plamiga va kengroq texnologik malaka tarixiga ega, ayniqsa aerokosmik sohada. Inconel 625 asosiy funktsiya sifatida korroziyaga chidamlilikni talab qiluvchi AM qismlari uchun afzallik beriladi. Tanlov an'anaviy ilovalarni aks ettiradi: 625 - korroziya{6}}kritik, 718 - kuch-kritik AM komponentlari.

5-savol: Gibrid yoki oraliq qotishmalar bormi?

Ha. Bir nechta qotishmalar oraliq pozitsiyalarni egallaydi. Inconel 625 Plus (UNS N07716) 625-oʻxshash asos tarkibiga eski{4}}qattiqlashish qobiliyatini qoʻshib, korroziyaga chidamlilik va yuqori quvvat zarur boʻlganda foydali boʻlgan ~827 MPa - oqish kuchiga erishadi. Qotishma 725 (UNS N07725) NACE MR0175 boʻyicha nordon xizmat koʻrsatishga mos boʻlgan boshqa eski{12}}qattiqlashtiriladigan nikel-xrom-molibden qotishmasidir. 625 yoki 718 standarti ikki tomonlama korroziya/kuchlilik talablariga to'liq javob bermasa, materiallar muhandisiga murojaat qiling.

Inconel 625 va Inconel 718 bir-birini to'ldiruvchi, raqobatdosh emas, turli muhandislik muammolariga yechimdir. Hech bir qotishma universal ustunlik qilmaydi; "eng yaxshi" qotishma har doim harorat, stress, korroziya muhiti, ishlab chiqarish usuli va qo'llanilishning xarajatlar cheklovlarining o'ziga xos kombinatsiyasiga optimal tarzda mos keladi.

Qisqa bayoni; yakunida:

Inconel 625 korroziyaga chidamliligi va yuqori-haroratli oksidlanish barqarorligi boʻyicha-dunyodagi yetakchi qotishma boʻlib, u past mexanik kuchga ega. Bu kimyoviy ishlov berish, dengizda, dengizda va korroziya hukmron bo'lgan nosozlik rejimi bo'lgan har qanday dastur uchun standart tanlovdir.

Inconel 718 yuqori mustahkamlikdagi konstruktiv ilovalar, xususan, aerokosmik harakatlantiruvchi va aylanuvchi mashinalar uchun-dunyoda eng koʻp qoʻllaniladigan super qotishma hisoblanadi. Uning yog'ingarchilik-qattiqlashtirilgan mikro tuzilishi hech qanday sharoitda 625 ga erishib bo'lmaydigan mexanik xususiyatlarni beradi.

Bir vaqtning o'zida korroziyaga chidamlilik va yuqori quvvat talab etilsa, oraliq qotishmalar yoki muhandislik savdosi-tahlili malakali materiallar muhandisi bilan o'tkazilishi kerak.

Yakuniy hukm

625=Korroziya va harorat mukammalligi|718=Mexanik mustahkamlik. Ikkalasi ham universal jihatdan ustun emas. Qotishmani ilovangizning dominant nosozlik rejimiga moslang - va taxminlar bilan emas, maʼlumotlar bilan tasdiqlang.