Mızmız 718 Superalkoy | US N07718 | W.NR. 2.4668

1. giriiş

Mızmız 718 Onunla bilinen yağış sertleştirilmiş bir nikel bazlı süperaloy Yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemet (650 ° C'ye kadar), Mükemmel korozyon direnci, Ve İyi Üretilebilirlik.

Gücü, alaşım elemanların benzersiz bir kombinasyonundan gelir - özellikle niyobyum, kaynak kabiliyetinden ödün vermeden mekanik performansı artıran sertleştirme aşamalarını oluşturan.

İçinde geliştirilen 1960Özel Metals Corporation tarafından, Mızmız 718 Daha önceki alaşımlardaki temel eksiklikleri ele aldı, zayıf kaynaklanabilirlik ve sınırlı yüksek sıcaklık mukavemeti gibi.

Bugün, içinde hayati bir rol oynar havacılık, güç üretimi, ve petrol & Gaz Endüstrileri, aşırı koşullar altında yapısal bütünlüğün kritik olduğu yerlerde.

2. Inconel nedir 718？

Mızmız 718 (US N07718; W.NR. 2.4668) bir nikel-krom-niobyum süper alaşımı, "İşgücü" materyali Olağanüstü performans ve işlenebilirlik dengesi nedeniyle.

Birçok yüksek güçlü süper alaşımdan farklı olarak, BT teklifleri Mükemmel yüksek sıcaklık mukavemeti yanında Üstün kaynaklanabilirlik ve işlenebilirlik, Karmaşık üretim ortamlarında çok yönlü hale getirme.

Küresel evlat edinmesi çok sayıda uluslararası standartta yansıtılmaktadır, içermek ASTM B637 (çubuklar ve çubuklar), AMS 5662 (Havacılık ve Sayfa Düzeyleri), Ve ISO 9723 (Avrupa Çubuğu ve Tel Özellikleri), endüstriler arasında tutarlı kalite ve güvenilirlik sağlamak.

Kimyasal bileşim

Inconel 718’in özellikleri dikkatle dengeli kimyasal bileşiminden geliyor:

3. Inconel'in mekanik özellikleri 718 farklı sıcaklıklarda

4. Korozyon ve oksidasyon direnci

Mızmız 718 Çok çeşitli aşındırıcı ortamlara karşı olağanüstü bir direnç sunar, maruz kalan uygulamalarda son derece güvenilir hale getirmek agresif kimyasallar, nem, Ve yüksek sıcaklık oksitleme koşulları.

Korozyon direnci öncelikle onun yüksek nikel (İçinde) Ve krom (CR) içerik, ile birlikte molibden (Mo) Ve niyobyum (NB) Gelişmiş çukur ve çatlak korozyon direnci için.

Korozyon direnci

Mızmız 718 genellikle kullanılır Downole Petrol Sahası Araçları, kimyasal reaktörler, bağlantı elemanları, Ve ısı eşanjörleri korozyonun kritik bir faktör olduğu yer.

Oksidasyon direnci

Mızmız 718 iyi performans gösterir ~ 980 ° C'ye kadar oksitleyici atmosferler, olmasına rağmen Mekanik Güç pratik hizmeti ~ 650 ° C'ye sınırlar.

• Koruyucu oksit filmi: Alaşım bir Yoğun cr₂o₃ (Kromi) katman, daha fazla oksidasyona karşı koymaya direnen ve koruyan.
• Termal bisiklet: Sırasında yüzey bütünlüğünü korur tekrarlanan ısıtma ve soğutma, Jet motoru bileşenleri ve türbin donanımı için uygun.
• Sülfidasyon: Paslanmaz çeliklere kıyasla daha iyi direnç yüksek kükürtlü yanma ortamları, MO içeren bazı alaşımlardan daha az olsa da.

Aşınma ve safra direnci

Birincil aşınma alaşımı olmasa da, Mızmız 718 şov Yapışkan aşınmaya ve safraya karşı iyi direnç, özellikle yüksek yükler ve sıcaklıklar altında çalışan cıvatalı derzlerde ve valf bileşenlerinde.

5. Üretim ve işleme teknikleri

Sırasında Mızmız 718 Mükemmel mekanik özellikler ve korozyon direnci sergiler, onun yüksek güç Ve işin sertliği eğilimi İşleme zorluklarını tanıtın.

Yine de, onun Üretilebilirlik, diğer birçok nikel bazlı süper alaşımı aşar, dengeli kimyası ve mikroyapısal stabilitesi nedeniyle.

Kaynak

• Tercih edilen süreç: Gaz tungsten ark kaynağı (GTAW veya Turn) en yaygın olanıdır, gibi eşleşen dolgu metallerini kullanmak Ernifecr-2 kompozisyon uyumluluğunu sağlamak için.
• Temel Hususlar:

• • Isı girişinin kesin kontrolü (Tipik olarak 100-150 bir akım) önlemek için hayati önem taşıyor likasyon çatlaması Ve Sıcak Çatlama Isıdan etkilenen bölgede (Hıda).
  • Önceden temizlik ve koruma gaz saflığı kontaminasyonu ve gözenekliliği azaltır.
  • Anlatılan ısı işlemi (Pwht) Çevresinde Çözüm Tavelaması içerir 980° C, Mekanik mukavemeti ve çökeltme dağılımını geri kazanmak için çift yaşlanma izliyor.

• Performans: Kaynaklı derzler tipik olarak yaklaşık olarak 85% ana metalin oda sıcaklığında gerilme mukavemeti Ve 90% Yüksek sıcaklıklarda (~ 650 ° C), kaynaklı inconel yapmak 718 Kritik ortamlarda son derece güvenilir bileşenler.

İşleme

• Zorluklar:

• • Inconel 718'ler Hızlı çalışma sertleştirme- İşlenmiş yüzey sertliğininP'ye kadar artabileceği yerler - hızlandırılmış alet aşınması ve termal gerilmelere karşı çıkıyor.
  • Düşük termal iletkenlik, ısının kesme bölgesinde konsantre olmasına neden olur.

• Çözümler:

• • Kullanmak Karbür Araçları gibi gelişmiş kaplamalarla Tialn takım ömrünü iyileştirmek ve yapışmayı azaltmak için.
  • Uygula Düşük kesme hızları (5–10 m/i) birleşmiş Daha yüksek yem hızları Isı birikimini en aza indirmek için.
  • Kullanmak Yüksek performanslı soğutucular aşırı baskı ile (EP) Verimli ısı dağılımı için katkı maddeleri.

• Maliyet etkisi: Takım aşınması ve daha düşük hızlar nedeniyle, Konfonsel işleme 718 olabilir 3 ile 4 Kez daha pahalı 316L gibi yaygın paslanmaz çeliklerden daha, Parça tasarım ve üretim ekonomisini etkilemek.

Dövme ve şekillendirme

• Sıcak dövme:

• • Arasında yürütüldü 980° C ve 1.040 ° C Deformasyon sırasında verim gücünü azaltmak ve sünekliği artırmak için.
  • Etkili tahıl arıtımına ve güçlendirme çökeltilerinin eşit dağılımına izin verir.
  • Müteakip ısı tedavileri tam mekanik özellikleri geri kazandırır.

• Soğuk biçimlendirme:

• • Genellikle sınırlı Işık bükülme ve şekillendirme Alaşımın yüksek mukavemeti ve sertleşmesi nedeniyle.
  • Gereklilikler ara tavlama (yaklaşık 900 ° C) daha karmaşık şekiller için stresleri hafifletmek ve sünekliği geri yüklemek.

• Oluşturma parametrelerinin dikkatli kontrolü önler çatlama Ve yüzey kusurları.

Döküm

• Hassas Döküm genellikle türbin bıçakları ve roket motor bileşenleri gibi karmaşık geometriler için kullanılır.
• Fakat, dövme (dövme veya yuvarlanmış) formlar inconel 718 kritik yük taşıma uygulamaları için daha yaygındır:

• • Daha iyi mekanik özellikler-Tipik olarak, inconel dökmek 718 sergiler ~% 10 daha düşük gerilme mukavemeti ve işlenmiş malzemeye kıyasla daha az yorulma ömrü.
  • Daha düzgün mikroyapı ve daha az döküm hatası.

• Döküm, segregasyonu ve gözenekliliği azaltmak için katılaşma oranlarının ve döküm sonrası ısı tedavilerinin sıkı kontrolünü gerektirir.

Katkı maddesi üretimi

• Son gelişmeler sağladı Lazer Toz Yatak Füzyonu (LPBF) Ve Elektron ışını eriyen (EBM) inconel 718.
• AM teklifleri:

• • Takımsız karmaşık geometriler.
  • Azaltılmış malzeme atığı.
  • Potansiyel olarak geliştirilmiş mekanik özelliklere sahip ince mikro yapılar.

• İşleme sonrası (Sıcak izostatik presleme, ısıl işlem) gözenekliliği azaltmak ve yağış aşamalarını optimize etmek için gerekli.

6. Inconel'in ısıl işlemi 718

Isı işlemi, Inconel'in istisnai mekanik özelliklerine ulaşmak için temeldir. 718.

Süreç öncelikle içerir Çözüm tavlama ardından yağış (yaş) sertleştirme, Boyutu kontrol eden, dağıtım, ve nikel bazlı matrisin içindeki anahtar güçlendirme aşamalarının (özellikle γ ″ ve γ′) hacim fraksiyonu.

• Çözüm tavlama: 1-2 saat boyunca 980–1,065 ° C'ye ısıtma, ardından su söndürme. Bu, aşırı çökeltileri çözer ve mikro yapıyı homojenleştirir.
• Ara yaş: 720 ° C'ye ısıtma 8 saat, daha sonra 50 ° C/saatte 620 ° C'ye fırın soğutma.
• Son yaşlanma: 620 ° C'de tutun 8 saat, Sonra hava soğutma. Bu, γ ″ ve γ ′ çökeltilerinin oluşumunu teşvik eder, Gücü en üst düzeye çıkarmak.

Δ-faz kontrol

• Δ fazı (N₃nb) öncelikle arasındaki tahıl sınırları boyunca oluşur 750° C ve 900 ° C.
• Küçük miktarlarda Δ-faz tahıl büyümesini kontrol etmeye ve sürünme direncini iyileştirmeye yardımcı olurken, Aşırı faz-fazı, γ ″ yağış için mevcut niyobyum azaltır, azalan gücün.
• Isıl işlem programları, Δ-faz oluşumunu dengelemek için dikkatlice kontrol edilir, optimal mekanik özelliklerin ve tokluğun sağlanması.

7. Inconel uygulamaları 718

Inconel 718’in benzersiz kombinasyonu yüksek güç, Mükemmel korozyon direnci, Ve termal stabilite onu çok çeşitli zorlu endüstriler arasında tercih eden bir malzeme haline getiriyor.

Havacılık endüstrisi

• Türbinli motorlar:
  Mızmız 718 yaygın olarak kullanılır türbin diskleri, bıçak, ve mühürler Jet Motorlarında, yüksek santrifüj kuvvetlere ve yüksek sıcaklıklara dayandığı yerlerde (650 ° C'ye kadar) mekanik bütünlükten ödün vermeden.
• Roket ve uzay aracı:
  Gibi bileşenler Roket Motor Kılıfları, itme odaları, ve bağlantı elemanları Güç / ağırlık oranı ve mükemmel kaynak kabiliyetinden yararlanın, fırlatma aracı güvenilirliği için kritik.
• Uçak bileşenleri:
  Korozyon direnci ve yorgunluk gücü için idealdir. iniş dişlisi parçaları, burçlar, ve yapısal bileşenler zorlu ortamlara maruz kalmak.

Güç üretimi

• Gaz türbinleri:
  Mızmız 718 yaygın olarak kullanılır kompresör bıçakları, diskler, ve türbin bileşenleri Yüksek sıcaklık mukavemeti ve sürünme direnci nedeniyle.
• Buhar türbinleri:
  Yüksek sıcaklık ve buhar ortamlarına maruz kalan parçalarda kullanılır, oksidasyon direncinin gerekli olduğu yer.

Yağ & Gaz sektörü

• Downole Araçları:
  Inconel 718’in yüksek basınç ve sıcaklık altındaki korozyon direnci ve gücü matkap yakaları, stabilizatörler, ve paketleyiciler Sert yeraltı ortamlarında.
• Vanalar ve bağlantı parçaları:
  Sülfür stres çatlaması ve klorür kaynaklı korozyona dirençli, yaygın olarak kullanılır vanalar, pompalar, ve basınç gemileri Ekşi gaz ve aşındırıcı sıvıların işlenmesi.
• Açık deniz platformları:
  Deniz ortamlarına maruz kalmak, Inconel gibi alaşımları gerektirir 718 Tuzlu su korozyonu ve mekanik stresle mücadele etmek.

Ortaya çıkan ve özel uygulamalar

• Katkı maddesi üretimi:
  Lazer Toz Yatağı Füzyonu ile Alaşım Uyumluluğu (LPBF) ve elektron ışını erimesi (EBM) kompleks üretimini sağlar, Geleneksel imalatla daha önce imkansız hafif parçalar.
• Yüksek hızlı işleme araçları:
  Inconel'den yapılan kesme aletleri 718 Yüksek termal ve mekanik yüklere dayanın, Zorlu operasyonlarda araç ömrünü uzatmak.
• Kriyojenik Uygulamalar:
  Son derece düşük sıcaklıklarda tutulan tokluk (-270 ° C'ye kadar) onu uygun hale getirir sıvılaştırılmış gaz depolama ve taşıma ekipmanı.

8. Performans sınırlamaları ve başarısızlık modları

• Termomekanik yorgunluk (TMF): 500-1.000 döngüden sonra başarısız olur (25° C ila 650 ° C) kombine termal ve mekanik stres altında, Türbin motorlarında bir risk.
• Termik kucaklama: 700 ° C'nin üzerinde uzun süreli maruz kalma, Δ-fazın kalabalıklarına neden olur, Tokluğu azaltmak 30% ve artan kırılma riski.
• Stres-korozyon çatlaması (SCC): Sıcakta meydana gelir (>100° C) Klorür Çözümleri (Örn., açık deniz soğutma sistemleri) stresle >70% akma mukavemeti, İyi tasarlanmış sistemlerde nadir olmasına rağmen.

9. Avantajlar ve sınırlamalar

Mızmız 718 En çok yönlü ve yaygın olarak kullanılan nikel bazlı süper alaşımlardan biri olarak öne çıkıyor, Aşırı ve zorlu ortamlar için uygun hale getiren benzersiz bir özellik kombinasyonu sunmak:

Inconel'in avantajları 718

Olağanüstü yüksek sıcaklık gücü

• Yüksek gerilimi korur, teslim olmak, ve yaklaşık olarak sürünme gücü 650° C, Benzer koşullarda diğer birçok alaşımdan daha iyi performans.

Olağanüstü korozyon ve oksidasyon direnci

• Ahır oluşturur, Yüksek sıcaklıklarda oksidasyona direnen koruyucu oksit tabakası.
• Oldukça dirençli klorür, sülfür, ve asidik ortamlar, Sert kimyasal ve deniz uygulamaları için ideal.

İyi üretilebilirlik ve kaynaklanabilirlik

• Diğer birçok nikel bazlı süper alaşımdan farklı olarak, Mızmız 718 olabilir güvenilir bir şekilde kaynak minimal çatlama riskleri ile.
• Onun işlenebilirlik, Zorlu iken, diğer birçok süper -alaşımdan daha iyidir, Verimli Üretim Sağlama.

Mükemmel sürünme ve yorgunluk direnci

• Karşı üstün direnç sergiler Sürünme Deformasyonu Ve termomekanik yorgunluk, Havacılık ve uzay türbini bileşenleri ve enerji üretim ekipmanı için gerekli.

Geniş sıcaklık aralığı performansı

• Mekanik özellikleri korur kriyojenik sıcaklıklar (-270° C) yüksek sıcaklıklara (~ 650 ° C).

Mikroyapısal stabilite

• Kontrollü yağış sertleştirme ve kararlı mikroyapı faz dengesizliğini azaltır ve bileşen ömrünü uzatır.

Gelişmiş üretim ile uyumluluk

• Uyarlanabilir katkı maddesi üretimi Lazer Toz Yatağı Füzyonu gibi teknikler (LPBF) ve elektron ışını erimesi (EBM), Karmaşık parça geometrilerinin etkinleştirilmesi.

Inconel sınırlamaları 718

• Yüksek maliyet: Hammadde ($40–60/kg) 8-10 × 316L; İşleme, imalat maliyetlerine% 30-50 ekler.
• Karmaşıklığı İşleme: Özel erime gerektirir (Ben geldim) ve takımlar, Erişilebilirliği sınırlamak.
• Sıcaklık Tavan: 650 ° C'nin üzerinde etkisiz; Inconel ile değiştirildi 738 veya tek kristal alaşımlar >700° C.

10. Diğer malzemelerle karşılaştırma

Mızmız 718 genellikle diğer süper -alaşımlarla karşılaştırılır, paslanmaz çelikler, ve aşırı ortam uygulamaları için malzemeler seçerken titanyum alaşımları.

Bu karşılaştırmaları anlamak, güçlü yönlerini ve sınırlamalarını vurgulamaya yardımcı olur.

Mızmız 718 VS. Diğer nikel bazlı süper alaşımlar

• Özet: Mızmız 718 Yüksek mukavemet ve nispeten iyi üretilebilirliğin dengeli bir kombinasyonu sunar, Üretilebilirlik pahasına yüksek sıcaklık mukavemetine öncelik veren diğer bazı süper alaşımların aksine.

Paslanmaz çelik vs. Mızmız 718

• Özet: Mızmız 718 daha iyi performans paslanmaz çelikler Yüksek sıcaklıklarda ve agresif korozyon koşullarında, Güç ve oksidasyon direnci kritik olduğunda tercih edilen seçim yapmak.

Mızmız 718 VS. Titanyum Alaşımları

• Özet: Titanyum Alaşımlar, orta sıcaklıklarda mukavemet-ağırlık oranı ve korozyon direnci içinde mükemmeldir, Ama Inconel 718 Mukavemet elde tutmanın gerekli olduğu daha yüksek sıcaklık uygulamaları için üstün kalır.

Kilit çıkarımlar

• Güç ve sıcaklık: Mızmız 718 Yaklaşık 700 ° C'ye kadar olan sıcaklıklarda olağanüstü güç ve stabilite sunar,
  Çoğu paslanmaz çelik ve titanyum alaşımlarını aşan, ancak bazı özel süper alaşımlardan biraz daha az.
• Üretilebilirlik: Diğer birçok nikel bazlı süperalaşımla karşılaştırıldığında daha iyi kaynaklanabilirlik ve işlenebilirlik sağlar, Üretim karmaşıklığını ve maliyetini azaltmak.
• Korozyon direnci: Mızmız 718 oksidasyona oldukça dirençli, klorür, ve asit korozyonu, Deniz için uygun hale getirmek, kimyasal, ve yüksek sıcaklık oksitleyici ortamlar.
• Maliyet: Genellikle paslanmaz çeliklerden ve titanyum alaşımlarından daha pahalıdır, ancak arızanın bir seçenek olmadığı zorlu ortamlarda üstün performans sunar.

11. Çözüm

Mızmız 718 Yüksek performanslı mühendislikte en çok yönlü ve yaygın olarak kullanılan süper alaşımlardan biri olmaya devam ediyor.

Eşsiz birleştirme yeteneği yüksek güç, yorgunluk hayatı, korozyon direnci, Ve İmalat Uyarlanabilirliği Görev açısından kritik uygulamalarda vazgeçilmez hale getirilmez.

Daha yeni alaşımlar daha iyi yüksek sıcaklık özellikleri sunabilir, Inconel 718'ler İşlenebilirlik, maliyet etkinliği, Ve İyi belgelenmiş performans Havacılık ve uzayda devam eden hakimiyetinin, enerji, ve gelişmiş üretim sektörleri.

SSS

Inconel için maksimum çalışma sıcaklığı nedir 718?

650 ° C'ye kadar güvenilir bir performans sergiliyor (1,200° f) sürekli hizmet için. Kısa süreler için (Dakikalardan Saatler), 800 ° C'ye kadar dayanabilir, Ancak güç 650 ° C'nin üzerinde önemli ölçüde azalıyor.

Inconel 718 manyetik?

HAYIR. Östenitik mikroyapı her koşulda manyetik olmayan kalır, Dubleks paslanmaz çeliklerin veya bazı nikel demir alaşımlarının aksine.

Nasıl incelik 718 Titanyum alaşımlarıyla karşılaştırın?

Mızmız 718 daha yüksek güç sunar >400° C (Titanyum alaşımları 300 ° C'nin üzerinde hızla gücü kaybeder) Ama daha yoğun (8.1 g/cm³ vs.

Ti-6al-4v'ler 4.43 g/cm³), ağırlık kritik için daha az uygun hale getirmek, Düşük sıcaklık uygulamaları.

Inconel olabilir 718 deniz suyunda kullanılmak?

Evet. Deniz suyunda korozyon oranı <0.02 mm/yıl, denizaltı bileşenleri için uygun hale getirmek, yüksek sıcaklık dışı deniz uygulamaları için 316L veya dubleks paslanmaz çeliklerden daha maliyetli olmasına rağmen.

Inconel'e neden olan 718 başarısız olmak?

Ortak modlar termomekanik yorgunluk içerir (TMF) Türbin motorlarında, 700 ° C'nin üzerindeki termal kucaklama, ve sıcak klorür ortamlarında nadir SCC.

Uygun tasarım (stres <70% teslim olmak) ve ısıl işlem bu riskleri azaltın.