Kattaa 718 Superalkoy | USA N07718 | W.NR. 2.4668

1. Esittely

Kattaa 718 on sademäärä kovetettu nikkelipohjainen superseos, joka tunnetaan Korkea lujuus kohonneissa lämpötiloissa (jopa 650 ° C), Erinomainen korroosionkestävyys, ja hyvä valmistettavuus.

Sen vahvuus tulee ainutlaatuisesta yhdistelmästä seostavia elementtejä - etenkin niobium, joka muodostaa kovettumisfaasit, jotka parantavat mekaanista suorituskykyä vaarantamatta hitsausta.

Kehitetty 1960s. Special Metals Corporation, Kattaa 718 Käsitettiin tärkeimpiä puutteita aikaisemmissa seoksissa, kuten huono hitsaus ja rajoitettu korkean lämpötilan lujuus.

Tänään, Sillä on tärkeä rooli ilmailu-, sähköntuotanto, ja öljy & kaasuteollisuus, Jos rakenteellinen eheys äärimmäisissä olosuhteissa on kriittistä.

2. Mikä on Inconel 718？

Kattaa 718 (USA N07718; W.NR. 2.4668) on nikkeli-kromi-niobium superalloos, jota pidetään laajalti a "Työhevos" materiaali Poikkeuksellisen suorituskyvyn ja prosessoitavuuden vuoksi.

Toisin kuin monet korkean lujuuden superseokset, Se tarjoaa Erinomainen korkean lämpötilan lujuus rinnalla ylivoimainen hitsaus ja konettavuus, tekemällä siitä erittäin monipuolinen monimutkaisissa valmistusympäristöissä.

Sen maailmanlaajuinen adoptio heijastuu lukuisiin kansainvälisiin standardeihin, mukaan lukien ASTM B637 (baarit ja tangot), AMS 5662 (ilmailu-), ja ISO 9723 (Euroopan sauva ja lanka -eritelmät), Yhdenmukaisen laadun ja luotettavuuden varmistaminen toimialojen välillä.

Kemiallinen koostumus

Inconel 718: n ominaisuudet tulevat sen huolellisesti tasapainotetusta kemiallisesta koostumuksesta:

3. Inconelin mekaaniset ominaisuudet 718 eri lämpötiloissa

4. Korroosio- ja hapettumiskestävyys

Kattaa 718 Tarjoaa erinomaista vastustuskykyä monille syövyttäville ympäristöille, mikä tekee siitä erittäin luotettavan sovelluksissa, jotka altistuvat aggressiiviset kemikaalit, kosteus, ja korkean lämpötilan hapettumisolosuhteet.

Sen korroosionkestävyys johtuu pääasiassa sen korkea nikkeli (Sisä-) ja kromi (Cr) sisältö, yhdessä molybdeini (MO) ja niobium (Huom) Parannetulle pistokselle ja raon korroosionkestävyydelle.

Korroosionkestävyys

Kattaa 718 käytetään usein alakoreitiöljykenttätyökalut, kemialliset reaktorit, kiinnittimet, ja lämmönvaihtimet missä korroosio on kriittinen tekijä.

Hapetusvastus

Kattaa 718 toimii hyvin Hapettavat ilmakehät jopa 980 ° C, vaikka sen Mekaaninen lujuus rajoittaa käytännön palvelua ~ 650 ° C: seen.

• Suojaoksidikalvo: Seos muodostaa a Tiheä cr₂o₃ (Kromia) kerros, joka vastustaa spallia ja suojaa edelleen hapettumiselta.
• Lämpöjakso: Ylläpitää pinnan eheyttä aikana toistuva lämmitys ja jäähdytys, Sopii suihkumoottorin komponentteihin ja turbiinilaitteisiin.
• Rikki: Parempi vastus verrattuna ruostumattomiin teräksiin korkearikko palamisympäristöt, vaikkakin vähemmän kuin jotkut korkeammat MO-pitoiset seokset.

Kulumis- ja saalistamiskestävyys

Vaikka se ei ole ensisijainen kulutusseos, Kattaa 718 esitys Hyvä vastus tarttuville kuluille ja katoamiselle, Erityisesti pulttivelissä ja venttiilikomponenteissa, jotka toimivat suurissa kuormituksissa ja lämpötiloissa.

5. Valmistus- ja prosessointitekniikat

Kun taas Kattaa 718 on erinomaisia mekaanisia ominaisuuksia ja korroosionkestäviä, sen voimakkuus ja työvoiman taipumus Esittele käsittelyhaasteet.

Silti, sen Valmistettavuus ylittää monet muut nikkelipohjaiset superseokset, Tasapainoisen kemian ja mikrorakenteen stabiilisuuden vuoksi.

Hitsaus

• Ensisijainen prosessi: Kaasun volframi kaarihitsaus (Gtaw tai käännä) on yleisin, vastaavien täyteaineiden, kuten Ernifecr-2 koostumuksen yhteensopivuuden varmistamiseksi.
• Keskeiset näkökohdat:

• • Lämpötulon tarkka hallinta (tyypillisesti 100–150 virtaa) on välttämätöntä estää alkoholin halkeaminen ja kuuma halkeilu lämmönvaikutteisella vyöhykkeellä (Hass).
  • Esipuhdistus ja kaasunsuojaus vähentää saastumista ja huokoisuutta.
  • Hitsin jälkeinen lämpökäsittely (PWHT) Sisältää ratkaisun hehkuttamisen 980° C, jota seuraa kaksinkertainen ikääntyminen mekaanisen lujuuden palauttamiseksi ja saostumisen jakautumisen palauttamiseksi.

• Suorituskyky: Hitsatut liitokset säilyttävät tyypillisesti suunnilleen 85% pohjametallin vetolujuudesta huoneenlämpötilassa ja jopa 90% kohonneissa lämpötiloissa (~ 650 ° C), Hitsatun epäjohdon tekeminen 718 Komponentit erittäin luotettavia kriittisissä ympäristöissä.

Koneistus

• Haasteet:

• • Inconel 718: n nopea työ kovettuminen- missä koneistettu pinnan kovuus voi kasvaa jopa 50%: lla - johdot nopeutettuihin työkalujen kulumiseen ja lämpöjännityksiin.
  • Alhainen lämmönjohtavuus aiheuttaa lämmön keskittymisen leikkausvyöhykkeelle.

• Ratkaisut:

• • Käyttää Karbidityökalut edistyneillä pinnoitteilla, kuten Tialn työkalujen elämän parantamiseksi ja tarttuvuuden vähentämiseksi.
  • Soveltaa alhaiset leikkausnopeudet (5–10 m/i) yhdistettynä jhk korkeammat rehunopeudet Lämmön muodostumisen minimoimiseksi.
  • Käyttää Suorituskykyinen jäähdytysneste äärimmäisen paineen kanssa (EP) Lisäaineet tehokkaan lämmön hajoamiseen.

• Kustannusvaikutus: Työkalujen kulumisen ja hitaamman nopeuden vuoksi, koneistus 718 voi olla 3 kohtaan 4 Ajat kalliimpia kuin tavalliset ruostumattomat teräkset, kuten 316L, Osasuunnittelu- ja tuotantotaloustieteen vaikuttaminen.

Taonta ja muodostuminen

• Kuuma taistelu:

• • Suoritettu 980° C ja 1 040 ° C Saantolujuuden vähentämiseksi ja taipuisuus lisää muodonmuutoksen aikana.
  • Mahdollistaa tehokkaan viljan hienostumisen ja vahvistuksen tasaisen jakautumisen.
  • Seuraavat lämpökäsittelyt palauttavat täydelliset mekaaniset ominaisuudet.

• Kylmän muodostuminen:

• • Yleensä kevyt taivutus ja muotoilu Seoksen suuren voiman ja kovettumisen vuoksi.
  • Vaatii välituote (noin 900 ° C) lievittää stressiä ja palauttaa taipuisuus monimutkaisempien muotojen saavuttamiseksi.

• Muodostusparametrien huolellinen hallinta estää halkeilu ja pintavirheet.

Valu

• Investointi käytetään usein monimutkaisissa geometrioissa, kuten turbiininterät ja rakettimoottorikomponentit.
• Kuitenkin, takattu (väärennetty tai rullattu) muodot epäjohdonmukainen 718 ovat yleisempiä kriittisiin kuormitussovelluksiin:

• • Paremmat mekaaniset ominaisuudet-tyypillisesti, valeta 718 näyttelyesineet ~ 10% pienempi vetolujuus ja vähentynyt väsymyselämä verrattuna takoraineeseen.
  • Yhtenäisempiä mikrorakenteita ja vähemmän valuvikoja.

• Valitsu vaatii tiukan jähmettymisnopeuden ja valun jälkeisten lämpökäsittelyjen hallinnan segregaation ja huokoisuuden vähentämiseksi.

Lisäaineiden valmistus

• Viimeaikaiset edistysaskeleet ovat sallittuja Laser jauheen sängyn fuusio (LPBF) ja Elektronisäte (EBM) epäjohdonmukainen 718.
• AM -tarjoukset:

• • Monimutkaiset geometriat ilman työkalua.
  • Vähentynyt materiaalijäte.
  • Hienot mikrorakenteet, joilla on mahdollisesti parannettu mekaaninen ominaisuudet.

• Jälkikäsittely (Kuuma isostaattinen puristus, lämmönkäsittely) on edelleen välttämätöntä huokoisuuden vähentämiseksi ja saostumisfaasien optimoimiseksi.

6. Inconelin lämpökäsittely 718

Lämpökäsittely on olennaista epäjohdonmukaisten mekaanisten ominaisuuksien saavuttamiseksi 718.

Prosessi sisältää ensisijaisesti ratkaisu mitä seuraa sademäärä (ikä) kovettuminen, joka hallitsee kokoa, jakelu, ja avainvaiheiden fraktio ja tilavuusfraktio-eniten y ″ ja y ′-nikkelipohjaisen matriisin kanssa.

• Ratkaisu: Lämmitys 980–1 065 ° C: seen 1–2 tunnin ajan, jota seuraa veden sammutus. Tämä liukenee ylimääräiset saostumat ja homogenisoivat mikrorakenteen.
• Keskialueen ikääntyminen: Lämmitys 720 ° C: seen 8 tuntia, Sitten uunin viileä 620 ° C: seen lämpötilassa 50 ° C/tunnissa.
• Lopullinen ikääntyminen: Pitäminen 620 ° C: ssa 8 tuntia, Sitten ilmajäähdytin. Tämä edistää y ″ ja γ ′: n muodostumista, Maksimoida vahvuus.

Δ-vaiheen hallinta

• Δ-faasi (N₃nb) muodostaa pääasiassa viljarajoja 750° C ja 900 ° C.
• Kun taas pienet määrät Δ-faasi auttaa hallitsemaan viljan kasvua ja parantamaan hiipiväresistenssiä, Liiallinen Δ-faasi vähentää y ″ saostumiseen käytettävissä olevaa niobiumia, johtaa vähentyneeseen lujuuteen.
• Lämpökäsitteluaikatauluja säädetään huolellisesti Δ-faasin muodostumisen tasapainottamiseksi, Optimaalisten mekaanisten ominaisuuksien ja sitkeyden varmistaminen.

7. Inconelin sovellukset 718

Inconel 718: n ainutlaatuinen yhdistelmä voimakkuus, Erinomainen korroosionkestävyys, ja lämmönvakaus Tekee siitä valittu materiaali monilla vaativilla teollisuudenaloilla.

Ilmailu-

• Turbiinimoottorit:
  Kattaa 718 käytetään laajasti turbiinilevyt, terät, ja tiivisteet suihkumoottoreissa, missä se kestää korkeat keskipakovoimat ja kohonneet lämpötilat (jopa 650 ° C) vaarantamatta mekaanista eheyttä.
• Rocket ja avaruusalus:
  Komponentit, kuten rakettimoottorikotelot, työntökammio, ja kiinnittimet Hyödyt sen vahvuus-painosuhteesta ja erinomaisesta hitsattavuudesta, Kriittinen ajoneuvon luotettavuuden kannalta.
• Lentokoneen komponentit:
  Sen korroosionkestävyys ja väsymyslujuus ovat ihanteellisia Laskuvälineiden osat, holkit, ja rakennekomponentit alttiina ankarille ympäristöille.

Sähköntuotanto

• Kaasuturbiinit:
  Kattaa 718 käytetään yleisesti kompressoriterät, kiekot, ja turbiinikomponentit Korkean lämpötilan lujuuden ja hiipivävastuksen vuoksi.
• Höyryturbiinit:
  Käytetään korkean lämpötilan ja höyryympäristön alttiissa osissa, missä hapettumiskestävyys on välttämätöntä.

Öljy & Kaasuala

• Reikätyökalut:
  Inconel 718: n korroosionkestävyys ja lujuus korkean paineessa ja lämpötilassa tekevät siitä ihanteellisen porata kaulukset, stabilisaattorit, ja pakkaajat ankarissa maanalaisissa ympäristöissä.
• Venttiilit ja varusteet:
  Resistenssi sulfidistressin halkeamiselle ja kloridin aiheuttamalle korroosiolle, Sitä käytetään laajasti venttiilit, pumput, ja painealukset hapan kaasun ja syövyttävien nesteiden käsittely.
• Offshore -alustat:
  Altistuminen meriympäristöille vaatii seoksia, kuten Inconel 718 suolaveden korroosion ja mekaanisen jännityksen torjumiseksi.

Nousevat ja erikoistuneet sovellukset

• Lisäaineiden valmistus:
  Seoksen yhteensopivuus laserjauheen sängyn fuusion kanssa (LPBF) ja elektronisäde sulaminen (EBM) mahdollistaa kompleksin tuotannon, Kevyet osat aikaisemmin mahdotonta perinteisen valmistuksen kanssa.
• Nopea koneistustyökalut:
  Inconelista valmistetut leikkaustyökalut 718 kestää korkeat lämpö- ja mekaaniset kuormat, työkalujen elämän pidentäminen vaatiessa operaatioita.
• Kryogeeniset sovellukset:
  Sen säilytetty sitkeys erittäin alhaisissa lämpötiloissa (alas -270 ° C) tekee siitä sopivan nesteytetyt kaasun varastointi- ja kuljetusvälineet.

8. Suorituskyvyn rajoitukset ja vikatilat

• Lämpömekaaninen väsymys (TMF): Epäonnistuu 500–1 000 syklin jälkeen (25° C - 650 ° C) Yhdistetyn lämpö- ja mekaanisen jännityksen alla, Turbiinimoottorien riski.
• Lämmönhallinta: Pitkäaikainen altistuminen yli 700 ° C aiheuttaa Δ-faasin karhennusta, Vähentäen sitkeyttä 30% ja lisääntyvä murtumisriski.
• Stressikorroosion halkeaminen (SCC): Esiintyy kuumassa (>100° C) kloridiliuokset (ESIM., offshore -jäähdytysjärjestelmät) stressissä >70% satovahvuus, Vaikka hyvin suunnitelluissa järjestelmissä on harvinaista.

9. Edut ja rajoitukset

Kattaa 718 erottuu yhdeksi monipuolisimmista ja laajimmin käytetyistä nikkelipohjaisista superseosista, Tarjoaa ainutlaatuisen yhdistelmän ominaisuuksia, jotka tekevät siitä sopivan äärimmäisiin ja vaativiin ympäristöihin:

Inconelin edut 718

Poikkeuksellinen korkean lämpötilan lujuus

• Ylläpitää suurta vetolujuutta, antaa, ja virumislujuus suunnilleen 650° C, ylittää monet muut seokset samanlaisissa olosuhteissa.

Erinomainen korroosio- ja hapettumiskestävyys

• Muodostaa vakaan, Suojaava oksidikerros, joka kestää hapettumista kohonneissa lämpötiloissa.
• Erittäin kestävä kloridi, rikki, ja happamat ympäristöt, Tekee siitä ihanteellisen ankarille kemiallisille ja merisovelluksille.

Hyvä valmistettavuus ja hitsaus

• Toisin kuin monet muut nikkelipohjaiset superseokset, Kattaa 718 voi olla hitsattu luotettavasti minimaalisilla halkeilla riskeillä.
• Sen konettavuus, samalla haastava, on parempi kuin monet muut superseokset, mahdollistaa tehokkaan valmistuksen.

Erinomainen ryömimistä ja väsymyskestävyyttä

• Osoittaa erinomaista vastustuskykyä jhk virumisen muodonmuutos ja lämpömekaaninen väsymys, välttämätöntä ilmailu-.

Laaja lämpötila -alue

• Ylläpitää mekaanisia ominaisuuksia kryogeeniset lämpötilat (-270° C) korkeisiin lämpötiloihin (~ 650 ° C).

Mikrorakenteen vakaus

• Hallittu sademäärä kovettuminen ja stabiili mikrorakenne vähentävät vaiheen epävakautta ja pidentävät komponenttien käyttöikää.

Yhteensopivuus edistyneen valmistuksen kanssa

• Mukainen lisäaineiden valmistus Tekniikat, kuten laserjauheen sängyn fuusio (LPBF) ja elektronisäde sulaminen (EBM), monimutkaisten osan geometrioiden käyttöönotto.

Inconelin rajoitukset 718

• Korkeat kustannukset: Raaka -aine ($40–60/kg) on 8–10 × 316L; Koneistus lisää 30–50% valmistuskustannuksiin.
• Käsittely monimutkaisuus: Vaatii erikoistuneen sulamisen (Tulin) ja työkalu, Saavutettavuuden rajoittaminen.
• Lämpötilakatto: Tehoton yli 650 ° C; korvataan Inconelilla 738 tai yksikristalliseokset >700° C.

10. Vertailu muihin materiaaleihin

Kattaa 718 verrataan usein muihin superseosiin, ruostumattomat teräkset, ja titaaniseokset valittaessa materiaaleja äärimmäisiin ympäristösovelluksiin.

Näiden vertailujen ymmärtäminen auttaa korostamaan sen vahvuuksia ja rajoituksia.

Kattaa 718 vs.. Muut nikkelipohjaiset superseokset

• Yhteenveto: Kattaa 718 tarjoaa tasapainoisen yhdistelmän suurta lujuutta ja suhteellisen hyvää valmistettavuutta, Toisin kuin jotkut muut superseokset, jotka priorisoivat korkean lämpötilan lujuuden valmistettavuuden kustannuksella.

Ruostumattomasta teräksestä valmistettu. Kattaa 718

• Yhteenveto: Kattaa 718 paremmat kuin ruostumattomat teräkset kohonneissa lämpötiloissa ja aggressiivisissa korroosio -olosuhteissa, Tekemällä siitä edullinen valinta, kun lujuus ja hapettumiskestävyys ovat kriittisiä.

Kattaa 718 vs.. Titaaniseokset

• Yhteenveto: Titaani Seokset etenevät lujuus-paino-suhteessa ja korroosionkestävyydessä kohtalaisissa lämpötiloissa, Mutta Inconel 718 pysyy parempana korkeampien lämpötilan sovelluksissa, joissa lujuuden pidättäminen on välttämätöntä.

Keskeiset takeet

• Lujuus ja lämpötila: Kattaa 718 Tarjoaa poikkeuksellisen lujuuden ja vakauden lämpötiloissa noin 700 ° C: seen,
  ylittäen useimmat ruostumattomat teräkset ja titaaniseokset, mutta hieman vähemmän kuin jotkut erikoistuneet superseokset.
• Valmistettavuus: Se tarjoaa paremman hitsattavuuden ja konettavuuden verrattuna moniin muihin nikkelipohjaisiin superseosiin, Valmistuksen monimutkaisuuden ja kustannusten vähentäminen.
• Korroosionkestävyys: Kattaa 718 on erittäin kestävä hapettumiselle, kloridi, ja happoskorroosio, Merenkulun tekeminen, kemikaali-, ja korkean lämpötilan hapettumisympäristöt.
• Maksaa: Yleensä kalliimpi kuin ruostumattomat teräkset ja titaaniseokset, mutta tarjoaa paremman suorituskyvyn ankarissa ympäristöissä, joissa vika ei ole vaihtoehto.

11. Johtopäätös

Kattaa 718 on edelleen yksi monipuolisimmista ja laajalti käytetyistä superseosista korkean suorituskyvyn tekniikassa.

Sen ainutlaatuinen kyky yhdistää voimakkuus, väsymyselämä, korroosionkestävyys, ja valmistuksen mukautuvuus tekee siitä välttämättömän operaatiokriittisissä sovelluksissa.

Vaikka uudemmat seokset voivat tarjota parempia korkean lämpötilan ominaisuuksia, Inconel 718: n Proseerattavuus, kustannustehokkuus, ja hyvin dokumentoitu suorituskyky Varmista sen jatkuva määräävä asema ilmailu-, energia, ja edistyneet valmistussektorit.

Faqit

Mikä on inconelin suurin käyttölämpötila 718?

Se toimii luotettavasti 650 ° C: iin (1,200° f) jatkuvaan palveluun. Lyhytaikaisesti (minuutteja tunteihin), Se kestää jopa 800 ° C, mutta lujuus laskee merkittävästi yli 650 ° C.

On Inconel 718 magneettinen?

Ei. Sen austeniittinen mikrorakenne pysyy ei-magneettisesti kaikissa olosuhteissa, Toisin kuin duplex-ruostumattomat teräkset tai jotkut nikkeli-rautaseokset.

Kuinka Inconel 718 Vertaa titaaniseoksia?

Kattaa 718 tarjoaa suuremman lujuuden osoitteessa >400° C (Titaaniseokset menettävät lujuuden nopeasti yli 300 ° C) mutta on tiheämpi (8.1 g/cm³ vs..

Ti-6Al-4V 4.43 g/cm³), mikä tekee siitä vähemmän sopivan painokriittiseen, matalan lämpötilan sovellukset.

Voi kattaa 718 käyttää merivedessä?

Kyllä. Sen korroosioaste merivedessä on <0.02 mm/vuosi, Mahdollisen komponenttien tekeminen siitä, Vaikka se on kalliimpaa kuin 316 litraa tai duplex-ruostumattomia teräksiä ei-korkeat merenkulun sovellukset.

Mikä aiheuttaa Inconelin 718 epäonnistua?

Yleisiä tiloja ovat termomekaaninen väsymys (TMF) turbiinimoottoreissa, Lämpöryhmä yli 700 ° C, ja harvinainen SCC kuumissa kloridiympäristöissä.

Oikea suunnittelu (korostaa <70% antaa) ja lämpökäsittely lieventää näitä riskejä.