Инконель

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Инконель
Inconel 718.JPG
Внешний вид: металл серого цвета
Химический состав

060.svg Ni 50-72 %
030.svg Cr 14-43 %
010.svg Fe 5-10 %
010.svg Mo до 8 %
010.svg Nb до 5 %
000.svg Al до 1,15 %

Тип сплава

Семейство аустенитных никель-хром базированных жаропрочных сплавов

Механические свойства

Большая склонность к наклёпу,
плохо свариваются

Физические свойства
Коррозионная стойкость

высокая

Маркировка

Inconel 600, Inconel 625, Inconel 690, Inconel 718, Инконель X-750, Inconel 751, Inconel 939

Аналоги

Chronin 625, Altemp 625, Haynes 625, Nickelvac 625 и Nicrofer 6020

Применение

Изготавливают элементы газотурбинных двигателей, компрессоры, химические аппараты, пароперегреватели. Как напыление для защиты химических аппаратов.

Торговые марки

Inconel™

Инконель (англ. Inconel) — семейство аустенитных никель-хромовых жаропрочных сплавов. Зарегистрированный торговый знак компании Special Metals Corporation[en][1]. Инконель обычно применяется при высоких температурах. 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.[2]

Свойства[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

Инконель сложен в обработке из-за склонности к наклёпу. Поэтому такие сплавы, как Инконель 718, обрабатывают глубоким, но медленным резанием с использованием твердосплавного инструмента. Сплавы, как Инконель серии 6** наоборот, обрабатывают с малой глубиной съёма и скоростью порядка 40м/мин

Сварка[править | править вики-текст]

Большинство сплавов Инконель плохо сваривается из-за растрескивания и микроструктурного разделения легирующих элементов, хотя есть сплавы, которые свариваются хорошо.

Сплавы из семейства Инконель[править | править вики-текст]

  • Inconel 600
  • Inconel 625: кислотостойкий, хорошая свариваемость
  • Inconel 690: низкое содержание кобальта для атомной промышленности
  • Inconel 718: хорошая свариваемость
  • Inconel X-750
  • Inconel 751: повышенное содержания алюминия для повышения стойкости при высоких температурах
  • Inconel MA758: дисперсноупрочненный, повышенная жаропрочность [3]
  • Inconel 939: хорошая свариваемость

Химический состав сплавов[править | править вики-текст]

Различные сплавы сильно отличаются 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[4] 72,0 14,0-17,0 6,0-10,0 1,0 0,5 0,5 0,15 0,015
625[5] 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[6] 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 0,65-1,15 0,3 0,35 0,08 0,015 0,015 0,006

Применение[править | править вики-текст]

Инконель часто используется в экстремальных условиях — газотурбинный двигатель, компрессор, химические аппараты, пароперегреватели. 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[править | править вики-текст]

Инконель MA758[править | править вики-текст]

Суперсплав MA758 на основе системы Ni-Cr-Fe получают механическим легированием[7] дисперсными наночастицами оксида иттрия Y2O3.[3]

Инконель 52, Инконель 52MSS[править | править вики-текст]

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 [8]

Инконель 690[править | править вики-текст]

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 [8].

Инконель 718[править | править вики-текст]

Химический состав
Инконель 718
Элемент %
Ni[9] 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 980 °C, один из наиболее распространёных сплавов семейства Инконель. Разработан и запатентован (патент США № 3046108 от 24.07.1962), автор Айзелштайн (Eiselstein)[10]. 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[11]. 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[12].

Обработка tисп., °C Предел прочности
σb, кГ/мм²
Предел текучести
σ0,2, кГ/мм²
Удлинение
δ, %
Длительная прочность
σ1000, кГ/мм²
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[править | править вики-текст]

Химический состав
Инконель X-750
Элемент %
Ni 73,0
Железо Хром Никель
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)[10]. Сплав применяется для создания износостойких коррозионно-стойких промышленных покрытий, изготовления лопаток компрессора авиационных двигателей, а также других деталей, например, пружин, работающих до 650 °C. [12]

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[13] 552 469 179 110 24 -

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. High-Performance Alloys Архивировано 8 декабря 2012 года., Special Metals Corporation
  2. Special Alloys Архивировано 5 июня 2009 года., Source 1 Alloys
  3. 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.
  4. INCONEL 600, Special Metals Corporation
  5. INCONEL alloy 625, Special Metals Corporation
  6. INCONEL alloy 718, Special Metals Corporation
  7. C. Suryanarayana Mechanical alloying and milling // Progress in Materials Science. — 2001. — Т. 46. — С. 1-184.
  8. 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.
  9. Superalloys
  10. 1 2 Decker, R. F. Evolution of Wrought Age-Hardenable Superalloys, The Journal of the Minerals, Metals and Materials Society, v. 58, № 9, 2006
  11. Ф.Ф. Химушин. Жаропрочные стали и сплавы. Москва, «Металлургия», 1969, стр. 488
  12. 1 2 Ф.Ф. Химушин. Жаропрочные стали и сплавы. Москва, «Металлургия», 1969
  13. msm.cam.ac.uk