الیاژ 617 آلیاژ نیکل | US N06617 | حرف. شماره. 2.4663بوها

1. مقدمه

الیاژ 617 یک سوپرآلیاژ برتر مبتنی بر نیکل است که برای خدمات شدید در دمای بالا توسعه یافته است.

این به طور گسترده ای به دلیل توانایی آن در حفظ قدرت شناخته شده است, مقاومت در برابر اکسیداسیون, و در محیط هایی که بسیاری از فلزات معمولی به سرعت عملکرد خود را از دست می دهند، یکپارچگی ساختاری را حفظ می کنند.

در مهندسی مدرن, این یک جایگاه مهم بین استحکام متالورژیکی و قابلیت ساخت عملی را اشغال می کند.

چه چیزی آلیاژ را می سازد 617 به خصوص قابل توجه است که یک ملک فوق العاده نیست, اما یک خوشه متعادل از آنها: قدرت درجه حرارت بالا, مقاومت در برابر اکسیداسیون, مقاومت در برابر کربوریزاسیون, ساختگی, و عملکرد شناسایی کد در برنامه های کاربردی سخت.

این ویژگی ها آن را در توربین های گازی مناسب می کند, سیستم های پردازش شیمیایی, تجهیزات عملیات حرارتی, و فناوری های پیشرفته انرژی.

2. آلیاژ چیست 617 آلیاژ نیکل

الیاژ 617, نیز تعیین شده است آلیاژ INCONEL 617, هاینس 617, US N06617, وت حرف. شماره. 2.4663بوها, است آلیاژ نیکل-کروم-کبالت-مولیبدن تقویت شده با محلول جامد توسعه یافته برای سرویس های شدید در دمای بالا.

در ابتدا برای برنامه های کاربردی بالا توسعه داده شد 850درجه سانتیگراد (1562° F) و برای ترکیب استحکام در دمای بالا شناخته شده است, مقاومت در برابر اکسیداسیون, مقاومت در برابر خوردگی گسترده, و قابلیت ساخت عملی.

در هواپیماها و توربین های گازی زمینی استفاده شده است, تجهیزات تولید مواد شیمیایی, تاسیسات پردازش متالورژی, و سیستم های تولید انرژی فسیلی و هسته ای.

از نظر مواد, الیاژ 617 بهتر است به عنوان یک آلیاژ ساختاری مقاوم در برابر حرارت شناخته شود تا یک آلیاژ خوردگی همه منظوره.

ارزش آن در حفظ یکپارچگی مکانیکی و مقاومت محیطی در زمانی است که دما به اندازه کافی بالا باشد تا فولادهای ضد زنگ معمولی و بسیاری از فولادهای با عملکرد پایین تر را به چالش بکشد. آلیاژهای نیکل.

ویژگی های کلیدی

• استحکام فوق العاده در دمای بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون
• مقاومت قوی در برابر چندین محیط خورنده
• تقویت محلول جامد برای پایداری حرارتی
• قابلیت ساخت خوب برای یک آلیاژ با دمای بالا
• مناسب برای خدمات صنعتی شدید
• طراحی شده برای استفاده طولانی مدت در دمای بالا

3. ترکیب شیمیایی آلیاژ 617

جدول زیر نشان می دهد محدود کردن ترکیب شیمیایی منتشر شده توسط Special Metals for INCONEL® الیاژ 617 (US N06617 / حرف. شماره. 2.4663بوها).

4. ویژگی های فیزیکی و حرارتی

الیاژ 617 یک سوپرآلیاژ مبتنی بر نیکل است که رفتار فیزیکی و حرارتی آن با یک نیاز مرکزی تعریف می شود: باید از نظر ساختاری در سرویس های شدید در دمای بالا قابل اعتماد باقی بماند.

مقادیر زیر از برگه اطلاعات رسمی فلزات ویژه آلیاژ INCONEL® گرفته شده است 617.

ثابت های فیزیکی دمای اتاق

خواص حرارتی وابسته به دما انتخاب شده است

5. خواص مکانیکی آلیاژ 617 آلیاژ نیکل

جداول زیر اطلاعات مکانیکی منتشر شده آلیاژ را به روشی ساختاریافته نشان می دهد.

مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد, مقادیر برای مواد آنیل شده با محلول از بولتن فنی فلزات ویژه برای آلیاژ INCONEL 617.

خواص مکانیکی دمای اتاق مواد آنیل شده با محلول

قدرت درجه حرارت بالا

با قدرت خزش استثنایی آن در دماهای بیش از 1800 درجه فارنهایت مشخص می شود (980درجه سانتیگراد) و مقاومت قابل توجه آن در برابر اکسیداسیون و کربوریزه شدن,

الیاژ 617 هنگامی که یکپارچگی ساختاری و پایداری محیطی غیرقابل مذاکره باشد، اغلب انتخاب اولیه است.

مقاومت در برابر خزش

یکی از مهم ترین ویژگی های این آلیاژ توانایی آن در مقاومت در برابر خزش است. خزش کند است, تغییر شکل وابسته به زمان که تحت تنش در دمای بالا رخ می دهد.

در سرویس گرم, یک ماده ممکن است شکست بخورد نه به این دلیل که فوراً می شکند, اما به این دلیل که به تدریج تغییر شکل می دهد تا زمانی که دیگر شکل یا تراز را حفظ نمی کند. الیاژ 617 طراحی شده است تا دقیقاً در برابر این نوع تخریب مقاومت کند.

مقاومت در برابر پارگی

عملکرد پارگی یکی دیگر از معیارهای کلیدی است. یک قطعه ممکن است در بارگذاری کوتاه مدت دوام بیاورد اما همچنان تحت گرما و استرس طولانی مدت از کار بیفتد.

الیاژ 617 در کاربردهایی که قابلیت اطمینان طولانی مدت سازه ضروری است استفاده می شود, به ویژه در سرویس های دمای بالا با کد تنظیم شده است.

خستگی و دوچرخه سواری حرارتی

اگرچه آلیاژ 617 در درجه اول یک آلیاژ تخصصی خستگی نیست, در سیستم هایی که تحت چرخه حرارتی قرار می گیرند به اندازه کافی خوب عمل می کند.

گرمایش و سرمایش مکرر می تواند استرس ناشی از انبساط و انقباض را ایجاد کند, بنابراین توانایی یک ماده برای پایدار ماندن در طول چرخه مهم است.

6. خواص شیمیایی (مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون)

الیاژ 617 بیش از پایداری مکانیکی متمایز است. مقاومت شیمیایی آن یکی از دلایل اصلی انتخاب آن برای محیط های خدماتی است.

مقاومت در برابر اکسیداسیون

در دمای بالا, بسیاری از فلزات به سرعت اکسیدهای غیر محافظی را تشکیل می دهند که پوسته پوسته می شوند و مواد تازه را در معرض دید قرار می دهند.

الیاژ 617 به دلیل کروم بودن در برابر این رفتار به خوبی مقاومت می کند- و ماتریس حاوی آلومینیوم از تشکیل لایه محافظ سطح پشتیبانی می کند. این امر به ویژه در محیط های گاز داغ بسیار مهم است.

مقاومت در برابر کاروبوریزه

کربوریزاسیون یک مسئله اصلی در کوره های با دمای بالا و تجهیزات فرآیند است.

کربن می تواند در یک فلز پخش شود و خواص سطحی آن را تغییر دهد, باعث شکنندگی یا تخریب می شود.

الیاژ 617 مقاومت بالایی در برابر اتمسفرهای کربن دار دارد, که یکی از دلایل استفاده از آن در عملیات حرارتی و سیستم های مربوط به کوره است.

مقاومت در اتمسفرهای مختلط

این آلیاژ در محیط هایی که ممکن است بین شرایط اکسید کننده و کاهشی متناوب باشد عملکرد خوبی دارد.

این باعث می شود که آن را نسبت به موادی که فقط برای یک نوع جو بهینه شده اند، همه کاره تر کند.

بررسی اجمالی رفتار خوردگی

7. تولید و فرآوری آلیاژ 617

الیاژ 617 یک آلیاژ نیکل با کارایی بالا است, اما به طور غیرمعمولی برای چنین ماده ای کاربردی باقی می ماند زیرا می توان آن را با روش های صنعتی معمولی پردازش کرد.

کار گرم (جعل, نورد, اکستاروژن)

الیاژ 617 معمولاً به صورت گرم کار می شود, بشقاب, نوار, قله, و سایر اشکال نیمه تمام.

در عمل, کار گرم برای دستیابی به هندسه نهایی با حفظ ریزساختار صدا و شکل پذیری کافی استفاده می شود..

عرضه آلیاژ به شکل های آهنگری و نورد شده نشان دهنده سازگاری آن با این مسیرهای استاندارد کار گرم است..

برای مواد فرفورژه, شرایط عرضه عادی است راه حل آنیل شده, که از شکل دهی بعدی و عملکرد سرویس پشتیبانی می کند.

کار گرم به ویژه برای این آلیاژ مهم است زیرا به حفظ تعادل بین قابلیت ساخت و قابلیت دمای بالا کمک می کند..

به عبارت دیگر, الیاژ 617 صرفا "مقاوم در برابر حرارت" نیست; همچنین به گونه ای طراحی شده است که با فرآیندهای تغییر شکل آشنا صنعتی قابل ساخت باقی بماند.

ماشینکاری و تشکیل

الیاژ 617 را می توان با روش های فروشگاهی مرسوم تشکیل داد, اما مانند بسیاری از سوپرآلیاژهای پایه نیکل باید به عنوان یک ماده سخت در ماشین کاری نسبت به فولادهای کربنی در نظر گرفته شود..

آلیاژ در شرایط آنیل شده با محلول عرضه می شود, که به حفظ شکل پذیری و کاهش عوارض پردازش کمک می کند.

تمیزی مناسب سطح نیز قبل از هر عملیات اتصال یا ثانویه مهم است; آلیاژ باید عاری از چربی باشد, روغن, ترکیبات گوگردی, نشانه های مداد رنگی, و آلودگی ناشی از مس در ناحیه مفصل.

از نظر تولید, نکته اصلی این است که آلیاژ 617 قابل اجرا است, اما به کنترل دقیق پاداش می دهد.

ابزار, شرایط برش, و برنامه های شکل دهی باید با در نظر گرفتن ویژگی پایه نیکل استحکام بالای آلیاژ انتخاب شوند..

جوش

جوشکاری یکی از قوی ترین مزایای عملی آلیاژ 617 است. هاینز بیان می کند که آلیاژ به راحتی توسط جوشکاری می شود gtaw, گون, لقمه, جوشکاری پرتو الکترونی, و جوشکاری مقاومتی.

همچنین اشاره می کند که جوشکاری زیر آب توصیه نمی شود به دلیل حرارت ورودی بالا و خنک کننده کند, که می تواند مهار جوش را افزایش داده و باعث ایجاد ترک شود.

فلز پرکننده با ترکیب منطبق برای اتصال آلیاژ توصیه می شود 617.

راهنمای جوشکاری ساده و سازگار با تولید است:

• نیازی به پیش گرم کردن نیست.
• دمای بینگذر باید زیر 200 درجه فارنهایت نگه داشته شود (93درجه سانتیگراد).
• عملیات حرارتی پس از جوش معمولاً مورد نیاز نیست.
• فلز پایه باید قبل از جوشکاری کاملاً تمیز شود.

این جوش پذیری مهم است زیرا آلیاژ 617 اغلب در مجموعه های ساخته شده به جای تنها در قطعات یکپارچه استفاده می شود.

هنگامی که یک ماده را می توان بدون نیاز به پیش گرم کردن خاص یا PWHT اجباری به طور قابل اعتماد به هم متصل کرد, استقرار آن در سیستم های بزرگ با دمای بالا بسیار آسان تر می شود.

عملیات حرارتی

برای آلیاژ فرفورژه 617, شرایط عرضه عادی است راه حل آنیل شده.

محدوده بازپخت محلول توصیه شده است 2100-2150 درجه فارنهایت (1149-1177 درجه سانتی گراد), با زمان تنظیم شده به ضخامت بخش و به دنبال آن خنک شدن سریع یا خاموش شدن آب برای خواص بهینه.

این درمان ترکیبی از استحکام مورد نظر آلیاژ را پشتیبانی می کند, انعطاف پذیری, و پایداری حرارتی طولانی مدت.

مهمترین مفهوم این است که آلیاژ 617 یک آلیاژ سخت شده در اثر بارش نیست که برای توسعه استحکام هسته خود به پس از پیری بستگی دارد.

در عوض, مشخصات خواص مفید آن از طریق بازپخت محلول و عمل ساخت کنترل شده به دست می آید و حفظ می شود.

این یکی از دلایل جذابیت آلیاژ برای خدمات ساختاری با دمای بالا است: استراتژی تقویت آن به جای اینکه بسیار حساس به درمان باشد، پایدار است.

8. مزایا و محدودیت های آلیاژ 617

مزایا

• مقاومت عالی در دمای بالا
• مقاومت در برابر اکسیداسیون قوی
• مقاومت در برابر کربوریزاسیون خوب
• عملکرد پایدار در محیط های حرارتی شدید
• قابلیت ساخت خوب نسبت به بسیاری از سوپرآلیاژها
• مناسب برای سرویس حیاتی با کد تنظیم شده
• عملکرد طولانی مدت قوی در محیط های گاز داغ

محدودیت ها

• هزینه بالا در مقایسه با فولادها و بسیاری از آلیاژهای ضد زنگ
• برای طراحی سبک وزن در نظر گرفته نشده است
• ماشینکاری سخت تر از آلیاژهای مهندسی معمولی است
• زمانی که استحکام دمای اتاق به تنهایی معیار اصلی است، بهترین انتخاب نیست
• برای شرایط خدمات متوسط ​​بیش از حد مشخص شده است
• نیاز به قضاوت مهندسی دقیق در جوشکاری و پردازش دارد

9. کاربردهای صنعتی آلیاژ 617 آلیاژ نیکل

الیاژ 617 در بخش هایی استفاده می شود که گرمای شدید و حمله شیمیایی شرایط غیرمعمولی را ایجاد می کند.

توربین های گازی

در کانال کشی استفاده می شود, قوطی های احتراق, آسترهای انتقالی, و سایر سازه های مقطع گرم که مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت در دمای بالا ضروری است.

پردازش شیمیایی

این آلیاژ در تجهیزاتی که در معرض گازهای مخلوط قرار دارند ارزشمند است, جوهای واکنشی, و گرمای پایدار. اجزاء ممکن است شامل پشتیبانی کاتالیزور باشد, وسایل کوره, و سخت افزار فرآیند داغ.

تجهیزات عملیات حرارتی

زیرا به خوبی در برابر کربوریزاسیون و اکسیداسیون مقاومت می کند, الیاژ 617 برای سبد مناسب است, پاسخ می دهد, حیات, و سخت افزار مربوط به کوره.

سیستم های انرژی پیشرفته

این در مفاهیم پیشرفته هسته ای و راکتورهای دمای بالا مهم شده است, به خصوص در مواردی که صلاحیت کد و قابلیت اطمینان ساختاری طولانی مدت ضروری است.

10. تحلیل تطبیقی: الیاژ 617 در مقابل. سایر سوپر آلوهای مبتنی بر نیکل

الیاژ 617 به بهترین وجه به عنوان یک درک می شود متخصص درجه حرارت بالا.

در مقایسه با اینکونل 625 و 718, به شدت به سمت خدمات گرم پایدار جهت گیری می شود, مقاومت در برابر اکسیداسیون, و پایداری ساختاری در دمای بالا, در حالی که 625 در خدمات خوردگی گسترده تر است و 718 در درجه اول یک استحکام بالا است, آلیاژ مقاوم در برابر سن.

11. پایداری, بازیافت, و ملاحظات هزینه

الیاژ 617 یک ماده با ارزش بالا است, بنابراین پایداری و هزینه چرخه عمر مهم است.

بازیافت

مانند اکثر آلیاژهای نیکل, الیاژ 617 قابل بازیافت است. بازیابی ضایعات به دلیل نیکل مهم است, کبالت, و مولیبدن عناصر آلیاژی ارزشمندی هستند.

استفاده مجدد از ضایعات تمیز از کارایی اقتصادی و زیست محیطی پشتیبانی می کند.

هزینه

این آلیاژ نسبت به فولادها و بسیاری از فولادهای ضد زنگ گران است. این هزینه نشان دهنده ترکیب آن است, پیچیدگی پردازش, و سطح عملکرد.

معمولاً برای محیط‌های خدماتی ساده انتخاب نمی‌شود زیرا گزینه‌های ارزان‌تر معمولاً کافی هستند.

ارزش چرخه حیات

اگرچه هزینه اولیه بالاست, این آلیاژ ممکن است ارزش چرخه عمر قوی را در کاربردهای حیاتی ارائه دهد زیرا می تواند زمان خرابی را کاهش دهد, عمر سرویس را افزایش دهید, و عملکرد را تحت شرایط شدید حفظ کنید.

چشم انداز پایداری

پایداری در این زمینه فقط بازیافت نیست, بلکه در مورد استفاده از مواد مناسب برای محیط مناسب.

تعیین بیش از حد یک سوپرآلیاژ برای شرایط خدمات ملایم باعث هدر رفتن منابع می شود.

عدم تعیین یک مورد برای یک محیط شدید خطر شکست را ایجاد می کند. الیاژ 617 زمانی پایدارتر است که دقیقاً در جایی که به توانایی کامل آن نیاز است انتخاب شود.

12. باورهای غلط رایج در مورد آلیاژ 617

علیرغم استفاده گسترده از آن در کاربردهای حیاتی, چندین تصور غلط رایج در مورد آلیاژ 617 می تواند منجر به انتخاب نادرست مواد شود, پردازش, یا نگهداری:

تصور غلط 1: الیاژ 617 یک آلیاژ سخت شده با بارش است.

واقعیت: الیاژ 617 یک آلیاژ تقویت شده با محلول جامد است, در اثر بارش سخت نشده است.

قدرت آن از انحلال کبالت ناشی می شود, مولیبدن, و عناصر دیگر در ماتریس نیکل - نه از رسوبات.

این بدان معناست که نیازی به عملیات حرارتی پیری ندارد, ساده سازی تولید .

تصور غلط 2: الیاژ 617 مقاومت خوردگی ضعیفی در محیط های آبی دارد.

واقعیت: الیاژ 617 مقاومت در برابر خوردگی عالی در محیط های آبی اکسید کننده و کاهنده دارد, از جمله آب دریا, برین, و اسیدها.

مولیبدن مقاومت آن را در برابر شرایط کاهشی افزایش می دهد, در حالی که کروم و آلومینیوم از اکسیداسیون محافظت می کنند .

تصور غلط 3: الیاژ 617 را می توان با مواد کم هزینه جایگزین کرد.

واقعیت: برای دمای بسیار بالا (≥1000 درجه سانتیگراد) و کاربردهای با خوردگی بالا, الیاژ 617 هیچ جایگزین مقرون به صرفه ای ندارد.

مواد کم هزینه (به عنوان مثال, فولاد ضد زنگ, ناله 600) فاقد استحکام در دمای بالا و مقاومت در برابر خزش است, منجر به خرابی زودرس و هزینه های بالاتر چرخه عمر می شود .

تصور غلط 4: الیاژ 617 در دمای بالا شکننده است.

واقعیت: الیاژ 617 شکل پذیری خوبی در دماهای بالا حفظ می کند (35% ازدیاد طول در 800 درجه سانتیگراد), به لطف ریزساختار آستنیتی پایدار آن.

در دماهای بالا شکننده نمی شود, آن را برای کاربردهای باربر در گرمای شدید مناسب می کند .

13. پایان

الیاژ 617 یک آلیاژ نیکل با کارایی بالا است که برای محیط های شدید حرارتی و شیمیایی ساخته شده است.

نقاط قوت تعیین کننده آن استحکام در دمای بالا است, مقاومت در برابر اکسیداسیون, مقاومت در برابر کربوریزاسیون, و پایداری سازه بلند مدت.

این ویژگی ها توسط شیمی متعادلی که حول نیکل ساخته شده است پشتیبانی می شود, کروم, کبالت, مولیبدن, و آلومینیوم.

از دیدگاه تولید, آن را به اندازه کافی عملی برای کار داغ باقی می ماند, جوش, ماشین, و به اجزای خواستار تبدیل شود.

از دیدگاه طراحی, در سلسله مراتب مواد جایگاه برتر را اشغال می کند: ارزان ترین نیست, سبک ترین نیست, اما در مواردی که قابلیت اطمینان در دمای بالا ضروری است، فوق العاده توانمند است.