1. 導入
Inconel® 625 aです ニッケル - クロミウム - モリブデン - ニオビウム超合金 現代産業に知られている最も攻撃的な環境のいくつかで回復力のために設計されています.
最初にハンティントン合金によって導入されました (現在、特別金属株式会社) 1960年代, ステンレス鋼が提供できる以上の腐食と極端な温度が要求される高強度の海洋および航空宇宙用の用途向けに設計されました.
今日, インコネル 625 同義語です 優れた腐食抵抗, 構造安定性, そして 溶接性, 石油のようなセクターで不可欠な材料になります & ガス, 発電, および化学処理.
2. インコネルとは何ですか 625?
インコネル 625 (US N06625; W.NR. 2.4856) 耐性耐性です, 高性能 ニッケルベースのスーパーアロ その優れた強さで知られています, 疲労抵抗, 広い温度範囲にわたる構造の安定性.
主に化学的に構成されています ニッケル, クロム, モリブデン, とニオビウム, クラスに属します 固形溶液の強化合金, その機械的強度は、熱処理からではなく導出されることを意味します (インコネルなどの降水硬化合金のように 718) しかし、クリスタル格子内の合金要素の均一な分散から.
この冶金は提供します 一貫した機械的および腐食耐性特性 から 極低温温度 (-270°C) に サービス温度の上昇 (最大1,093°Cまたは2,000°Fまで), 極端な環境でのアプリケーションにとってユニークな価値があります.
その冶金のシンプルさも貢献しています 例外的な溶接性, 熱疲労抵抗, ストレス腐食耐性 - 航空宇宙などの産業におけるキー要因, 海兵隊, 化学処理, と原子力.
インコネル 625 両方で一般的に使用されます アニール そして ソリューション処理 条件とさまざまな国際基準を満たしています, 含む ASTM B443 (プレート/シート) そして ASTM B446 (バー/ロッド).
3. インコネル 625 化学組成
Incenel 625のパフォーマンスは、要素の正確にバランスの取れたブレンドに由来します, それぞれが耐食性と機械的強度に寄与しています.
これが次のとおりです 化学組成 の インコネル 625 (US N06625 / W.NR. 2.4856) ASTM B446やB443などの一般的な標準に従って:
| 要素 | 重さ % (典型的な範囲) | 関数 |
| ニッケル (で) | 61.0 分 (バランス) | 耐食性, ベースマトリックス |
| クロム (cr) | 20.0 - 23.0 | 酸化抵抗, 危険性 |
| モリブデン (MO) | 8.0 - 10.0 | 強化, ピッティング抵抗 |
| ニオブ (NB) + 面 | 3.15 - 4.15 | ソリューションの強化 |
| 鉄 (fe) | ≤5.0 | 残留/強度の貢献者 |
| コバルト (co) | ≤1.0 | マイナーな強化 (オプション) |
| マンガン (Mn) | ≤0.5 | デオキシジ剤 |
| シリコン (そして) | ≤0.5 | 融解の流動性を改善します |
| アルミニウム (アル) | ≤0.4 | 穀物洗練, 酸化抵抗 |
| チタン (の) | ≤0.4 | 穀物強化 (マイナー) |
| 炭素 (c) | ≤0.10 | 硬度を高めます, 溶接性のための制限 |
| リン (p) | ≤0.015 | 不純物 - 最小化する必要があります |
| 硫黄 (s) | ≤0.015 | 不純物 - 過度の場合は熱いひび割れを説明します |
注記: 特定のフォームに応じて、わずかな変動が発生する場合があります (バー, 皿, ワイヤー) または製品標準.
4. インコネル 625 材料特性
機械的特性 (特に明記しない限り、室温で)
| 財産 | 典型的な値 | メモ |
| 抗張力 | 〜827 MPa (120 KSI) | 固形溶液が強化されました |
| 降伏強度 (0.2% オフセット) | 〜414 MPa (60 KSI) | コールドワーキングにより増加させることができます |
| 休憩時の伸び | 30–35％ | 優れた延性 |
| 硬度 (ロックウェルb) | 〜92 HRB | アニール状態 |
| 疲労強度 | 〜276 MPa (40 KSI) | 空気中の10℃で |
| クリープ抵抗 | 素晴らしい | 最大980°Cまで (1800°F) |
| 衝撃の靭性 | 高い | 極低温の温度で靭性を維持します |
物理的特性
| 財産 | 典型的な値 | ユニット / メモ |
| 密度 | 8.44 g/cm³ | (0.305 lb/in³) |
| 融解範囲 | 1290 - 1355 °C | (2354 - 2471 °F) |
| 熱伝導率 | 9.8 w/m・k | で 21 °C (ステンレス鋼よりも低い) |
| 比熱容量 | 410 j/kg・k | で 20 °C |
| 電気抵抗率 | 1.31 μω・m | で 20 °C |
| 弾性率 | 207 GPA | (30 x10⁶psi) |
| 熱膨張係数 | 13.0 ×10⁻⁶ /k | 20°Cから100°Cまで |
| 磁性透過性 | 〜1.0006 (相対的) | 本質的に非磁性 |
5. インコールの腐食抵抗 625
Incenel 625の腐食抵抗は、多くの攻撃的な環境では比類のないものです, 合金要素のおかげです:
- 高温酸化: 最大1,093°Cまでの酸化に抵抗する密なcr₂o₃スケールを形成します. 800°Cで, 酸化速度はです <0.02 MM/年 (vs. 316l: 0.15 MM/年).
- 塩化物耐性: ピッティング抵抗相当数 (テイク= cr + 3.3MO + 16n) 〜45— FARを316Lを超えています (木材〜31) そして、インコールでさえ 718 (木材〜30).
海水で (35,000 ppmcl⁻), 腐食率はです <0.01 後であっても孔食がないMM/年 10,000 時間. - 酸耐性:
-
- 硫酸 (5% 60°Cで): 腐食率 <0.05 MM/年 (vs. 316l: 1.2 MM/年).
- 塩酸 (10% 25°Cで): <0.1 MM/年 (Hastelloy C-276: <0.05 MM/年, 緊密なライバル).
- 硝酸 (20% 50°Cで): <0.03 MM/年, 化学処理に適しています.
- 硫化物耐性: 酸っぱいガスに耐えます (H₂Sリッチ) NACE MR0175あたりの環境, 硫化物ストレス亀裂がない (SSC) で 60% 降伏強度.
6. インコールの製造と処理 625
インコネル 625, 高性能ニッケルベースの超合金, 優れた溶接性と耐食性を提供します, しかし、その高い合金含有量、特にモリブデンとニオビウムは、機械と形をするのが難しいことを認めています.
しかし, 適切なテクニックとツーリングを備えています, インコネル 625 複雑に効率的に処理できます, 航空宇宙などの産業を要求するための高統合コンポーネント, 海兵隊, および化学処理.
溶接
- 優先プロセス: ガスタングステンアーク溶接 (gtaw /ターン), 使用 ernichrmo-3 冶金互換性のためのフィラー金属.
- 熱入力管理: 通常、溶接はで実行されます 100–150 a 熱の影響を受けたゾーンでの穀物の成長を制限する (ハズ), 機械的特性と微細構造の完全性を保存します.
- 溶接後の治療: 降水量が強化された合金とは異なります (例えば。, インコネル 718), インコネル 625 します 溶けた熱処理は必要ありません, その固形溶液の強化メカニズムのおかげです.
- 溶接の完全性: 溶接はまで保持します 90% ベースメタルの強度の そして実証します 優れた腐食抵抗 感作なし - オーステナイトのステンレス鋼で一般的に見られる問題.
機械加工
- チャレンジ: インコネル 625 急速にワークヘルダー - 表面の硬度はまで増加する可能性があります 50% 切断中 - 厳しいツール摩耗をリーディングします.
- ソリューション:
-
- 使用 カーバイドツール と Tialn (チタンアルミニウム窒化物) コーティング.
- 維持する 低い切断速度 (5–10 m/i) そして 高い飼料レート 熱濃度を減らすため.
- 適用する 高圧クーラントシステム (≥70バー) チップの除去と熱制御を支援する.
- 経済的影響: 機械加工コストは次のとおりです 4–5倍高い 速度が遅いため、316Lステンレス鋼の場合, ツール摩耗の増加, 特殊な切断装置の必要性.
形成と鍛造
- コールドフォーミング:
-
- Incenel 625の高延性 (伸長〜40％) 曲げなどの操作を有効にします, ローリング, そして深い絵.
- により スプリングバック (15–20％316Lを超えています), フォーミングダイは、過剰な耐性またはより緊密な許容範囲で補償する必要があります.
- ホットフォーミング:
-
- で実行されます 980–1,090°C (1,800–2,000°F) 降伏強度を低下させ、可塑性を高めるため.
- 合金の微細構造を保持し、感作を避けるために、急速な空気冷却が好まれています。.
添加剤の製造 (午前)
- プロセスの互換性: インコネル 625 に最適です レーザーパウダーベッドフュージョン (LPBF) そして 電子ビーム融解 (EBM) その溶接性のため, 熱疲労抵抗, および均質な微細構造.
SLM 3Dメタルプリンターコンセンル 625 製品 - パラメーターを作成します:
-
- レーザーパワー: 150–200 w
- スキャン速度: 800–1,000 mm/s
- パフォーマンス: AMを作成したコンポーネントに到達できます 95% 強さの 錬金術の, ミッションクリティカルなアプリケーションに適したものにします (例えば。, 航空宇宙燃料ノズル, 海洋熱交換器).
- 後処理:
-
- ホットアイソスタティックプレス (ヒップ): で実施 1,100°C / 100 MPA 内部多孔性を閉じて、ほぼフル密度を確保します (〜99.9％).
- ソリューションアニーリング そして 表面仕上げ 機械的および腐食特性を最適化するために続く場合があります.
7. インコールのアプリケーション 625
インコネル 625 腐食に対する例外的な抵抗が高く評価されています, 酸化, 倦怠感, 高温クリープ - 従来の材料が失敗する極端な環境で不可欠なものを作成する.
航空宇宙と航空
- 排気管
- タービンシュラウドとシール
- スラストリバーサーシステム
- 燃料と油圧ライン
インコネル 625 最大1,093°Cまでの優れた酸化耐性を提供します (2,000°F), そして、熱疲労に抵抗する能力は、ジェットエンジンコンポーネントや高高度の構造システムに最適です.
石油およびガス産業
- ダウンホールチューブとツール
- 柔軟なライザーとマニホールド
- オフショアプラットフォーム配管
- ベローズと伸縮ジョイント
インコネル 625 孔食に対する特別な抵抗のため、海底ガス環境や酸っぱいガス環境で広く使用されています, 隙間腐食, ストレス腐食亀裂 - 高塩化物でも, 高圧条件.
化学および石油化学処理
- 熱交換器と柱
- 原子炉とスクラバー
- 配管と圧力容器
- フレアスタックと焼却炉部品
広範囲の酸に対する合金の抵抗 (例えば。, 窒素, リン, 硫黄) 積極的な化学物質は、周囲と上昇の両方の温度で腐食性のプロセスストリームで安全に長期運用を可能にします.
- 海水配管システム
- ポンプハウジングとインペラ
- 潜水艦船体の留め具とケーブルシース
その優れた海水抵抗のおかげです, インコネル 625 海軍の船舶継手などの塩水露出アプリケーションで使用されています, オフショア構造, および海底ケーブル.
発電
- スチームラインベローズ
- タービンおよびボイラーコンポーネント
インコネル 625 顆粒間腐食と照射の抱擁に抵抗します, 高温の原子炉部品と発電所の熱交換器に適している.
環境工学
- 廃棄物処理ユニット
- 煙道ガス脱硫システム (FGD)
- 焼却コンポーネント
それは酸性ガスと温水排気を処理するシステムで優れた寿命を提供します, 特に塩素または硫黄化合物が存在する場合.
添加剤の製造とカスタム製造
- タービンノズルと燃焼ライナー
- 生物医学インプラントと外科用ツール (非インプラントグレード)
- カスタマイズされたヒートシールドとダクト
迅速な熱サイクルの下での亀裂に対する合金の溶接性と抵抗は、複雑に最適です, LPBFおよびDMLSを介して生成された高性能コンポーネント (直接金属レーザー焼結).
8. 利点と制限
インコールの利点 625
例外的な腐食抵抗
インコネル 625 広範囲の腐食性環境に優れた抵抗を提供します, 海水を含む, 酸性媒体 (例えば。, 窒素, リン, および硫酸), および塩化物.
これは海洋に最適です, 沖合, および化学処理アプリケーション.
熱処理なしの高強度
インコネルのような降水硬化合金とは異なります 718, インコネル 625 固形溶液メカニズムによって強化されます, つまり、複雑な老化や硬化プロセスを必要とせずに優れた機械的強度を維持します.
優れた溶接性
インコネル 625 他の多くの超合金やステンレス鋼と比較して優れた溶接性を示します.
それは溶けた後のひび割れに抵抗します, 溶接されたジョイントは高強度と耐食性を保持します, 圧力容器に適しています, 配管, および構造コンポーネント.
高温の性能
高温で最大約1,093°Cの機械的特性を保持しています (2,000°F), 航空宇宙に適しています, 熱交換器, および炉コンポーネント.
疲労とクリープ抵抗
疲労に対する良好な抵抗, クリープ, 周期的な熱および機械的負荷の下での破裂により、インコールが発生します 625 要求のための信頼できる資料, 高ストレス環境.
極低温能力
インコネル 625 極低温で延性と靭性を維持します (-196°Cの低い), LNGシステムやその他の低温アプリケーションに適しています.
制限 インコネルの 625
- 高コスト: 原材料 ($60–80/kg) 316Lの10〜15×です; 機械加工は、製造コストに40〜50％を追加します.
- より低いハイテンプル強度 718: 650°Cで, インコネル 718 20〜30％高い引張強度があります, 超高力感覚タービン成分での625の使用を制限します.
- 作業硬化: 機械加工には、特殊なツールとより遅い速度が必要です, 生産時間の増加.
9. インコネル 625 VS他の合金
| 特徴 | インコネル 625 | インコネル 718 | Hastelloy C-276 | 316Lステンレス鋼 |
| 構成 | ni-cr-mo-nb; ソリッドソリューションが強化されました | ni-cr-fe-nb-ti; 降水量は硬化しました | in-i-cr-fe; 高いMO含有量 | wish-c-in-i; オーステナイトステンレス |
| 一次強度メカニズム | 固形溶液の強化 (MO, NB) | 降水硬化 (γ ’およびγ”フェーズ) | 固溶体 + 炭化物沈殿 | 作業硬化と固形溶液 |
| 温度範囲 | -270°C〜〜1093°C (高温の安定性) | 最大700°Cまで | 〜982°C | 最大〜870°C |
| 耐食性 | 孔食に対する優れた抵抗, 隙間, 塩化物と酸化環境のストレス腐食 | 良好な腐食抵抗, 塩化物環境では耐性が少ない | 酸化および還元に対する卓越した耐性 | 中程度の腐食抵抗, 塩化物の孔食を受けやすい |
| 機械的強度 | 高強度, 高温で延性を保持します | 部屋でのより高い強度と適度な温度 | 良い強さ, インコールよりも少ない 718 | スーパーアロと比較して強度が低い |
溶接性 |
素晴らしい; 最小限の溶接後の熱治療が必要です | 良いが、正確な溶接後の熱処理が必要です | 良い, しかし、溶接欠陥に敏感です | 優れていて溶接しやすい |
| 作業硬化 | 機械加工中の迅速な作業硬化 | 適度 | 適度 | 低い作業の硬化 |
| 料金 | 合金と機械加工の困難により高い | 高い, 複雑な熱処理により、わずかに高価です | 非常に高い, MOやその他の高価な要素のため | スーパーアロと比較して低コスト |
| アプリケーション | 航空宇宙, 海兵隊, 化学薬品, 核, 発電所 | 航空宇宙, ガスタービン, 原子炉 | 化学処理, 汚染防止, 航空宇宙 | 一般産業, 食品加工, 医学 |
10. インコールの国際的に同等のグレード 625
| 標準システム | 同等の成績/指定 | メモ |
| 私たち (アメリカ合衆国) | N06625 | 標準のUNS番号 |
| で (ヨーロッパ) | 2.4856 | ヨーロッパの材料番号 |
| 彼はそうです (日本) | NCF625 | 日本の産業標準 |
| GB (中国) | N06625 | UNS番号と同じ |
| から (ドイツ) | xnicrmonb25-20-5 | ドイツの材料の指定 |
| ASTM | B443, B444 | バーとチューブの一般的なASTM仕様 |
11. 結論
インコネル 625 最も多くのものの1つです 多目的で信頼できる超合金 エンジニアリング, 比類のない腐食抵抗と優れたファブリック性を備えた高温性能を提供する.
費用がかかりますが, そのライフサイクルの利点, 特に重要な環境で, 多くの場合、より安価な代替品よりも選択を正当化します.
FAQ
インコネルです 625 ステンレス鋼?
いいえ, インコネル 625 ニッケルベースの超合金です, ステンレス鋼ではありません. ステンレス鋼と比較して優れた高温および腐食抵抗を提供します.
インコールの最大連続動作温度は何ですか 625?
最大1,093°Cまで確実に機能します (2,000°F) 継続的なサービスのため, 1,200°Cへの短期暴露 (2,192°F) 非批判的なアプリケーションで可能です.
インコネルです 625 磁気?
いいえ. その完全にオーステナイト (FCC) 微細構造は、すべての条件で非磁性のままです, フェライトまたはマルテンサイト合金とは異なります.
コンセルはできません 625 海水で長期にわたって使用されます?
はい. 海水における腐食率はです <0.01 MM/年, サービス寿命を超えています 25 海底アプリケーションでの年 (例えば。, オフショアオイルマニホールド).
どのようにインコールがありますか 625 インコネルと比較してください 718?
625 優れた腐食抵抗とより広い温度範囲を提供します, その間 718 600〜650°Cでより高い強度を提供します. 625 化学処理に適しています; 718 高ストレス航空宇宙コンポーネント用.
なぜインコネルなのか 625 溶接を好む?
その固形溶液の強化は、HAZの脆性沈殿物を回避します, 溶接されたジョイントは保持されます 90% 溶けた熱処理なしのベースメタル強度 - 多くの超合金と同様.
合金 625
インコネル組成
「Incenel」とは、ニッケルクロミウムベースの超合金のファミリーを指します. 一般的な要素にはNIが含まれます, cr, MO, fe, NB, の, そしてアル. 構成は成績によって異なります (例えば。, 600, 625, 718).
