Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
Инконель (англ. Inconel) — семейство[1] аустенитных никель-хромовых жаропрочных сплавов. Зарегистрированный торговый знак компании Special Metals Corporation[англ.][2]. Инконель обычно применяется в разнообразном оборудовании, работающем при высоких температурах или в химически агрессивных средах. Часто название сокращают до «Inco» (иногда «Iconel»). Поскольку название запатентовано, другие фирмы выпускают аналоги сплава с разнообразными названиями, так, для Inconel 625 аналогами являются: Chronin 625, Altemp 625, Haynes 625, Nickelvac 625 и Nicrofer 6020.[3]
Содержание
Свойства
Сплавы Инконель стойки к окислению и коррозии. При нагреве Инконеля на его поверхности образуется тонкая устойчивая пассивирующая окисная плёнка, предохраняющая поверхность от дальнейшего разрушения. Инконель сохраняет прочность в широком промежутке температур, поэтому подходит для тех применений, для которых не подходят алюминий или сталь.
Механическая обработка
Инконель сложен в обработке из-за склонности к наклёпу. Поэтому такие сплавы, как Инконель 718, обрабатывают глубоким, но медленным резанием с использованием твердосплавного инструмента.
Сварка
Большинство сплавов Инконель плохо сваривается из-за растрескивания и микроструктурного разделения легирующих элементов, хотя есть сплавы, которые свариваются хорошо.
Сплавы из семейства Инконель- Inconel 600
- Inconel 625: кислотостойкий, хорошая свариваемость
- Inconel 690: низкое содержание кобальта для атомной промышленности (для уменьшения образования кобальта-60)
- Inconel 718: хорошая свариваемость
- Inconel X-750
- Inconel 751: повышенное содержания алюминия для повышения стойкости при высоких температурах
- Inconel MA758: дисперсноупрочненный, повышенная жаропрочность [4]
- Inconel 939: хорошая свариваемость
Химический состав сплавов
Сплавы семейства сильно различаются по композициям, но во всех доминирует никель, второй элемент — хром.
| Inconel
|
Элемент (масс %)
|
| Ni
|
Cr
|
Fe
|
Mo
|
Nb
|
Co
|
Mn
|
Cu
|
Al
|
Ti
|
Si
|
C
|
S
|
P
|
B
|
| 600[5]
|
72,0
|
14,0-17,0
|
6,0-10,0
|
|
|
|
1,0
|
0,5
|
|
|
0,5
|
0,15
|
0,015
|
|
|
| 625[6]
|
58,0
|
20,0-23,0
|
5,0
|
8,0-10,0
|
3,15-4,15
|
1,0
|
0,5
|
|
0,4
|
0,4
|
0,5
|
0,1
|
0,015
|
0,015
|
|
| 718[7]
|
50,0-55,0
|
17,0-21,0
|
balance
|
2,8-3,3
|
4,75-5,5
|
1,0
|
0,35
|
0,2-0,8
|
0.2-0.8
|
0,65-1,15
|
0,35
|
0,08
|
0,015
|
0,015
|
0,006
|
В состав супер-сплава INCONEL MA758 входит также Y (в виде оксида иттрия):
| Inconel
|
Элемент (масс %)
|
| Ni
|
Cr
|
Fe
|
Cu
|
Al
|
Ti
|
C
|
Zn
|
Y
(в виде оксида иттрия)
|
| MA758[8][9]
|
62,7±0,4
|
29,5±0,4
|
0,8±0,06
|
4,6±0,09
|
0,3
|
0,5
|
0,05
|
2,03±0,07
|
0,5±0,03
|
Применение
Инконель часто используется в экстремальных условиях — в газотурбинных двигателях, компрессорах, химических аппаратах, пароперегревателях. Инконель наносят как защитное покрытие аппаратов химической промышленности с помощью высокоскоростного газопламенного напыления. Об использовании инконеля в производстве своего автомобиля Nemesis объявила американская компания Trion Supercars.
Сплавы
Инконель MA758
Суперсплав MA758 на основе системы Ni-Cr-Fe получают механическим легированием[10] дисперсными наночастицами оксида иттрия Y2O3.[4]
Инконель 52, Инконель 52MSS
Сплавы Inconel 52 и Inconel 52MSS на основе системы Ni-Cr-Fe используется в качестве сварочных материалов для сварки изделий из Inconel 690, а также разнородных соединений из сплавов семейства Inconel и Incoloy с углеродистыми, низколегированными и нержавеющими сталями. Позволяют получить высокопрочные соединения устойчивые к радиационной и химической коррозии [11]
Инконель 690
Характеризуется превосходной устойчивостью к различным агрессивным средам и высоким температурам. Повышенное содержание хрома обеспечивает высокую стойкость к окисляющим кислотам (в особенности к азотной и плавиковой), солям, а также стойкость к сероводородной коррозии при высоких температурах. Кроме того, данный сплав устойчив к межкристаллитной коррозии и межкристаллитному коррозионному растрескиванию, обладает высокой радиационной стойкостью и устойчивостью к радиационной коррозии. Помимо высокой коррозионной стойкости этот сплав характеризуется жаропрочностью и идеальными технологическими характеристиками. Это делает его оптимальным материалом для производства теплообменных трубок парогенераторов реакторов АЭС [11].
Инконель 718
Химический состав
Инконель 718
| Элемент
|
%
|
|
| Ni[12]
|
52,50
|
|
| Cr
|
19,00
|
| Mo
|
3,00
|
| Al
|
0,50
|
| Ti
|
0,90
|
| Nb
|
5,10
|
| C
|
<0,08
|
| B
|
<0.06
|
| Fe остальное
|
18,86
|
Жаропрочный сплав, предназначен для работы при температурах до 700 °C, один из наиболее распространённых сплавов семейства Инконель. Разработан и запатентован (патент США № 3046108 от 24.07.1962), автор Айзелштайн (Eiselstein)[13]. В 1970-е годы в США на долю сплава Инконель 718 приходилось свыше 50 % валового выпуска промышленных жаропрочных сплавов.
Сплав вначале применялся как обшивочный материал для сверхзвуковых самолётов[14]. Упрочнение сплава достигается за счёт медленного выделения интерметаллидного соединения никеля с титаном и ниобием. Сплав легко обрабатывется давлением и хорошо сваривается.
Сплав применяется для изготовления лопаток компрессора авиационных двигателей, а также других деталей[15].
| Обработка
|
tисп., °C
|
Предел прочности
b, кГ/мм
|
Предел текучести
0,2, кГ/мм
|
Удлинение
, %
|
Длительная прочность
1000, кГ/мм
|
Наклёп и старение при720 °C 8 ч.;
охлаждение печи до 620 °C 10 ч.;
охлаждение на воздухе
|
20
426
538
648
|
153
-
-
-
|
145
-
-
-
|
9,5
-
-
-
|
-
130
88
31
|
Нагрев до 950 °C и старение при 720 °C 8 ч.;
охлаждение печи до 620 °C 10 ч.;
охлаждение на воздухе
|
20
426
538
648
|
145
-
-
-
|
122
-
-
-
|
17,3
-
-
-
|
-
120
102
38
|
Нагрев до 1065 °C и старение при 720 °C 8 ч.;
охлаждение печи до 620 °C 12 ч.;
охлаждение на воздухе
|
20
426
538
648
|
143
-
-
-
|
124
-
-
-
|
20.5
-
-
-
|
-
112
95
53
|
Инконель X-750
Химический состав
Инконель X-750
| Элемент
|
%
|
|
| Ni
|
73,0
|
|
| Cr
|
18,0
|
| Fe
|
6,8
|
| остальное
|
2,2
|
Жаропрочный сплав, предназначен для работы при температурах до 815 °C. Разработан в 1944 году Кларенсом Бибером и Уолтером Самптером в Хантингтоне (США)[13].
Сплав применяется для создания износостойких коррозионно-стойких промышленных покрытий, изготовления лопаток компрессора авиационных двигателей, а также других деталей, например, пружин, работающих до 650 °C.[15]
|
|
650 °C
100 часов
|
650 °C
1000 часов
|
815 °C
100 часов
|
815 °C
1000 часов
|
982 °C
100 часов
|
982 °C
1000 часов
|
| Длительная прочность[16]
|
552
|
469
|
179
|
110
|
24
|
-
|
См. также
Примечания
- Special Metals Corporation alloys overview (неопр.). Дата обращения: 6 октября 2020. Архивировано 1 декабря 2020 года.
- High-Performance Alloys Архивировано 8 декабря 2012 года., Special Metals Corporation
- Special Alloys Архивировано 5 июня 2009 года., Source 1 Alloys
- 1 2 К.А. Ющенко, Ю.А. Семеренко, Е.Д. Табачникова, А.В. Подольский, Л.В. Скибина, С.Н. Смирнов, В.С. Савченко. Inconel MA758: новый наноструктурный суперсплав. Акустические и механические свойства в интервале температур 4,2—310 К // Металлофиз. новейшие технол. — 2013. — Т. 35, вып. 2. — С. 224-231. Архивировано 7 ноября 2017 года.
- INCONEL 600 Архивная копия от 7 ноября 2017 на Wayback Machine, Special Metals Corporation
- INCONEL alloy 625 Архивировано 26 февраля 2009 года., Special Metals Corporation
- INCONEL alloy 718 Архивная копия от 17 мая 2017 на Wayback Machine, Special Metals Corporation
- INCONEL alloy MA758 Архивная копия от 21 сентября 2020 на Wayback Machine, Special Metals Corporation
- INCONEL alloy MA758 Архивная копия от 11 октября 2020 на Wayback Machine, Институт металлофизики им. Г.В.Курдюмова НАН Украины
- C. Suryanarayana. Mechanical alloying and milling // Progress in Materials Science. — 2001. — Т. 46. — С. 1-184. Архивировано 7 ноября 2017 года.
- 1 2 Ю.А. Семеренко, А.В. Мозговой, Л.В. Скибина, К.А. Ющенко, А.В. Звягинцева. Акустические свойства новых сплавов Inconel 52 и Inconel 52MSS в интервале температур 77—1200 К // Металлофиз. новейшие технол. — 2015. — Т. 37, вып. 12. — С. 1643-1652. Архивировано 7 ноября 2017 года.
- Superalloys (неопр.). Дата обращения: 21 января 2013. Архивировано 8 января 2017 года.
- 1 2 Decker, R. F. Evolution of Wrought Age-Hardenable Superalloys, The Journal of the Minerals, Metals and Materials Society, v. 58, № 9, 2006
- Ф.Ф. Химушин. Жаропрочные стали и сплавы. Москва, «Металлургия», 1969, стр. 488
- 1 2 Ф.Ф. Химушин. Жаропрочные стали и сплавы. Москва, «Металлургия», 1969
- msm.cam.ac.uk
|
|