On inconel superralloy

1.

SuperAlloys (nimetatakse ka "kõrgeks - jõudlussulamid") on spetsialiseeritud metalliliste materjalide klass, mis on loodud hooldamisekskõrge mehaaniline tugevus, struktuurne stabiilsusjavastupidavus lagunemisele(nt korrosioon, oksüdatsioon, pugemine) äärmiselt kõrgenenud temperatuuridel - tavaliselt üle 600 kraadi (1112 kraadi F) ja mõnel juhul üle 1000 kraadi (1832 kraadi F). Neid eristab veelgi võime taluda karmi keemilist keskkonda ja mehaanilist stressi (näiteks tsüklilist koormust) ilma olulise kulumise või rikketa.

Inconel vastab ja ületab kõiki neid kriteeriume. Erinevalt tavapärastest sulamitest (nt roostevabast terasest, alumiiniumsulamitest), mis kaotavad kõrgetel temperatuuridel tugevuse või deformeerusid, säilitab Incollel oma koormuse - laagivõime ja mõõtmete stabiilsus isegi äärmise kuumuse korral, muutes selle esmatähtsaks superlally.

2. Incolleli keemiline koostis: selle superralloy omaduste vundament

Inconel on osa perekonnastNICKEL - Chromium (Ni - cr) base superlalloys, kui peamine element on nikkel (tavaliselt 50–80% kaalu järgi). See nikkel - rikkalik alus on kriitiline, kuna nikkel annab suurepärasele kõrgele - temperatuuri tugevus ja oksüdeerumiskindlus. Korrosioonikindluse - suurendamiseks lisatakse kroomi (tavaliselt 10–25%), eriti oksüdeeruva keskkonna vastu (nt kõrge - temperatuuriõhk, happelised lahused).

Sõltuvalt konkreetsest klassist võib Inconel sisaldada ka muid legeerivaid elemente selle omaduste kohandamiseks:

Titaan (Ti) ja alumiinium (AL):Soodustada "sademete kõvenemist" - protsessi, mis loob metalli struktuuri pisikesed stabiilsed osakesed, et suurendada tugevust kõrgel temperatuuril (kriitiline klasside jaoks nagu Inconel 718).

Molübdeen (MO) ja volfram (W):Suurendage resistentsust "hiilivale" (aeglane, püsiv deformatsioon püsivatel stressil kõrgel temperatuuril) ja parandage tugevust agressiivsetes keemilistes keskkondades.

Niobium (NB, mida nimetatakse ka Columbumiks):Stabiliseerib sulami kristallstruktuuri ja tugevdab seda veelgi, eriti kõrge - temperatuurirakendustes (Inconeli 718 võtmekomponent).

Raud (Fe):Lisatud mõnes klassis (nt Inconel 600), et parandada töödeldavust ja vähendada kulusid, kahjustamata superalloy põhilisi omadusi.

3. Incolleli peamised omadused, mis tugevdavad selle SuperAlloy staatust

Incomeli kompositsioon annab sellele atribuutide komplekti, mis on SuperAlloysi tunnusjooned, muutes selle paljudes kõrgetes - panustega rakendustes asendamatuks:

a. Erakordne kõrge - temperatuuri tugevus ja libisemiskindlus

Erinevalt enamikust metallidest, mis kõrgel temperatuuril pehmendavad ja deformeeruvad, säilitab Incolle oma tõmbetugevuse (võime pinge all purunemise vastu seista) ja saagikuse tugevuse (võime püsiva deformatsiooni vastu seista) isegi üle 800 kraadi (1472 kraadi F). Näiteks:

Inconel 718, mis on üks kõige laialdasemalt kasutatavaid hindeid, säilitab tõmbetugevuse üle 1200 MPa (174 000 psi) 650 kraadi juures (1,202 kraadi F) - palju kõrgemad kui tavapärased sulamid, näiteks 316 roostevabast terasest (millel on ~ 500 mPa samas temperatuuril).

Selle vastupidavus roomamisele on kriitilise tähtsusega selliste rakenduste jaoks nagu gaasiturbiinterad, kus materjal puutub kokku pideva stressiga (tsentrifugaaljõududest) ja temperatuuridest kuni 1000 kraadi tuhandete tundide jooksul.

b. Parem korrosioon ja oksüdatsiooniresistentsus

Inconel moodustab õhukese, tiheda jaise - oksiidikihi tervendamine(peamiselt kroomiumoksiid, Cr₂O₃) selle pinnal hapniku või agressiivsete kemikaalidega kokkupuutel. See kiht hoiab ära edasise oksüdatsiooni (roostetamise) või keemilise rünnaku, isegi karmides keskkondades:

See peab vastu korrosiooni happelistes lahustes (nt väävelhape, vesinikkloriidhape), aluseliste lahuste ja soolase veega -, muutes selle ideaalseks keemiliste töötlemisseadmete ja mererakenduste jaoks.

Kõrgel - temperatuuri oksüdeeruvad keskkonnad (nt reaktiivmootori põlemiskambrid) talub see oksüdatsiooni ja "kuuma korrosiooni" (väävli või vanaadiumi lagunemine kütuses) paremini kui enamik teisi sulameid.

c. Mõõtmete stabiilsus

Inconelil on madal soojuspaisumise koefitsient (CTE) -, mis tähendab, et see laieneb ja sõlmib kuumutamisel või jahutamisel minimaalselt. See stabiilsus hoiab ära kiirete temperatuurimuutustega (nt lennunduskomponendid, tuumareaktori osad), kui mõõtmete täpsus on kriitiline.

d. Hea valmistatavus (vaatamata suurele tugevusele)

Kuigi paljusid superlalle on nende tugevuse tõttu keeruline masinaga masinat teha või vormida, saab Inconeli hindeid (eriti Inconel 600 ja 718) luua, keevitada ja spetsiaalsete tehnikatega töödelda. See töövõimet muudab selle keerukate komponentide (nt turbiini kettad, soojusvahetite) tootmiseks otstarbeks ilma jõudlust ohverdamata.

4. Inconeli tavalised rakendused: kui selle superralloy omadused on hädavajalikud

Inconeli staatust superralloyna kinnitab veelgi selle kasutamine tööstusharudes, mis nõuavad kõrgeimat materjali jõudlust:

Lennundus ja lennundus:Kasutatakse reaktiivmootori komponentides (põlemiskambrid, turbiinterad, järelpõletid), raketipihustid ja õhusõidukite konstruktsiooniosad -, kus kõrge temperatuur, korrosioonikindlus ja tugevus on mitte - kaubeldavad.

Elektritootmine:Kasutatakse gaasiturbiinides (elektritootmiseks) ja tuumareaktorites (kütusekatted, soojusvahetid) - takistavad pugejaid, kiirguskahjustusi ja söövitavaid jahutusvedelikke (nt vesi, vedel naatrium).

Keemiline töötlemine:Kasutatakse reaktorites, torustikes ja ventiilides söövitavate kemikaalide (nt happed, lahustid) käitlemiseks kõrgel temperatuuril ja rõhul.

Nafta ja gaas:Kasutatakse allaaukude tööriistades ja kaevupea seadmetes - kõrgete temperatuuride (kuni 600 kraadi) ja söövitava vedeliku (nt vesiniksulfiid, soolvee) vastu.

Automotive (kõrge - jõudlus):Leitud võidusõidumootori heitgaasisüsteemides ja turboülelaadurites -, mis takistab äärmuslike kuuma- ja heitgaaside korrosiooni.

Kokkuvõtlikult võib öelda, et Inconel ei ole lihtsalt "kõrge - jõudlussulam" - see on prototüüpiline superalloy. Selle nikkel - kroomi alus, mida suurendavad strateegilised legeerivad elemendid, edastab määratlevad superalloy omadused: kõrge - temperatuuri tugevus, libisemiskindlus, korrosiooni/oksüdatsiooni takistus ja mõõtmete stabiilsus. Need omadused muudavad selle hädavajalikuks tööstusharudes, kus materjalide ebaõnnestumine võib põhjustada katastroofilisi tagajärgi (nt lennundus, elektritootmine), kinnitades selle klassifikatsiooni superloyks.

On Inconel Superlalloy

1.