Inconel - Inconel

Inconel 718 yuvarlak çubuk

Inconel tescilli ticari markasıdır Özel Metaller Şirketi bir aile için östenitik nikel -krom tabanlı süper alaşımlar.[1]

Inconel alaşımları oksidasyondur.korozyona dayanıklı basınca ve ısıya maruz kalan aşırı ortamlarda servis için çok uygun malzemeler. İnconel ısıtıldığında kalın, sağlam, pasifleştiren yüzeyi daha fazla saldırıdan koruyan oksit tabakası. Inconel, alüminyum ve çeliğin boyun eğeceği yüksek sıcaklık uygulamaları için cazip geniş bir sıcaklık aralığında mukavemetini korur. sürünme termal olarak indüklenen kristal boşlukların bir sonucu olarak. Inconel'in yüksek sıcaklık dayanımı, katı çözelti güçlendirme veya çökelme sertleşmesi alaşıma bağlı olarak.[2][3]

Inconel alaşımları tipik olarak yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılır. İçin ortak ticari isimler

  • Inconel Alloy 625 şunları içerir: Inconel 625, Chronin 625, Altemp 625, Haynes 625, Nickelvac 625 ve Nicrofer 6020.[4]
  • Inconel Alaşım 600 şunları içerir: NA14, N06600, BS3076, 2.4816, NiCr15Fe (FR), NiCr15Fe (EU) ve NiCr15Fe8 (DE).
  • Inconel 718 şunları içerir: Nicrofer 5219, Superimphy 718, Haynes 718, Pyromet 718, Supermet 718 ve Udimet 718.[5]

Tarih

Inconel alaşım ailesi ilk olarak 1940'larda Wiggin Alloys'daki araştırma ekipleri tarafından geliştirilmiştir (Hereford, İngiltere; o zamandan beri tarafından satın alındı Özel Metaller Şirketi[6]) gelişimini desteklemek için Beyaz Jet motoru.[7][başarısız doğrulama ]

Belirli veriler

AlaşımSolidus (° C)Liquidus (° C)
Inconel 600[8]13541413
Inconel 617[9]13321377
Inconel 625[10]12901350
Inconel 690[11]13431377
Inconel 718[12]12601336
Inconel X-750[13]13901430

Kompozisyon

Inconel alaşımları, bileşimlerinde büyük farklılıklar gösterir, ancak hepsi ağırlıklı olarak nikeldir ve ikinci element kromdur.

InconelEleman, kütle oranı (%)
NiCrFePztNb & TaCoMnCuAlTiSiCSPB
600[14]≥72.0[a]14.0–17.06.0–10.0Yok≤1.0≤0.5≤0.5≤0.15≤0.015
617[15]44.2–61.020.0–24.0≤3.08.0–10.010.0–15.0≤0.5≤0.50.8–1.5≤0.6≤0.50.05–0.15≤0.015≤0.015≤0.006
625[16]≥58.020.0–23.0≤5.08.0–10.03.15–4.15≤1.0≤0.5≤0.4≤0.4≤0.5≤0.1≤0.015≤0.015
690[17]≥5827–317–11≤0.50≤0.50≤0.50≤0.05≤0.015
Nükleer derece 690[17]≥5828–317–11≤0.10≤0.50≤0.50≤0.50≤0.04≤0.015
718[2]50.0–55.017.0–21.0Kalan2.8–3.34.75–5.5≤1.0≤0.35≤0.30.2–0.80.65–1.15≤0.35≤0.08≤0.015≤0.015≤0.006
X-750[18]≥70.014.0–17.05.0–9.00.7–1.2≤1.0≤1.0≤0.50.4–1.02.25–2.75≤0.5≤0.08≤0.01
  1. ^ Kobalt içerir

Özellikleri

Inconel alaşımları oksidasyon - ve aşınma Yüksek basınca maruz kalan aşırı ortamlarda hizmet için çok uygun dayanıklı malzemeler ve kinetik enerji. Inconel ısıtıldığında kalın ve sağlam pasifleştiren yüzeyi daha fazla saldırıdan koruyan oksit tabakası. Inconel, geniş bir sıcaklık aralığında mukavemetini korur ve yüksek sıcaklık uygulamaları için caziptir. alüminyum ve çelik boyun eğmek sürünme termal olarak indüklenen kristal boşlukların bir sonucu olarak (bkz. Arrhenius denklemi ). Inconel'in yüksek sıcaklık dayanımı, katı çözelti güçlendirme veya yağış güçlendirme alaşıma bağlı olarak. İçinde Yaşlanma sertleşmesi veya çökelmeyi güçlendirici çeşitler, az miktarda niyobyum ile birleştirmek nikel oluşturmak için metaller arası bileşik Ni3Nb veya gama çift üssü (γ ″). Gama asal, engelleyen küçük kübik kristaller oluşturur kayma ve yüksek sıcaklıklarda etkili bir şekilde sürünür. Gama-prime kristallerinin oluşumu, özellikle 850 ° C'lik bir ısıya maruz kaldıktan üç saat sonra zamanla artar ve 72 saatlik maruziyetten sonra büyümeye devam eder.[19]

Talaşlı imalat

Inconel, geleneksel yöntemlerle şekillendirilmesi ve işlenmesi zor bir metaldir. Soğuk şekillendirme hızlı nedeniyle teknikler iş sertleştirme. İlk işleme geçişinden sonra, iş sertleştirme, sonraki geçişlerde iş parçasını veya takımı plastik olarak deforme etme eğilimindedir. Bu nedenle, 718 gibi yaşla sertleştirilmiş Inconels, gerekli paso sayısını en aza indirecek şekilde, sert bir aletle agresif ancak yavaş kesim kullanılarak işlenir. Alternatif olarak, işlemenin çoğu iş parçası ile "çözümlenmiş" bir formda gerçekleştirilebilir ve yalnızca son aşamalar yaş sertleştirmeden sonra gerçekleştirilir.

Harici İş Parçacığı kullanılarak işlenir torna dişlerin "tek noktalı" olması için veya iplikleri çözelti ile muamele edilmiş durumda (sertleştirilebilir alaşımlar için) bir vida makinası. Inconel 718, tam yaşlandırıldıktan sonra da indüksiyon ısısı Tane boyutunu artırmadan 700 ° C'ye kadar.[kaynak belirtilmeli ] İç dişli delikler diş frezeleme ile yapılır. İç dişler ayrıca bir platin kullanılarak da oluşturulabilir elektrik deşarj makinası (EDM).[kaynak belirtilmeli ]

Bir plakanın kesilmesi genellikle bir su jeti kesici. Nikel alaşımlarını işlemek için yeni kıl takviyeli seramik kesiciler de kullanılır. Malzemeyi tipik olarak sekiz kat daha hızlı çıkarırlar. çimentolu karbür kesiciler. Bu yöntemlerin haricinde Inconel parçaları şu şekilde de üretilebilir: seçici lazer eritme.

İşleme, su jeti veya lazerden daha sık, bileme nikel alaşımlı bileşenlerin şekillendirilmesi ve bitirilmesi için tercih edilen ve ekonomik bir yöntemdir. Kullanılan aşındırıcıların sertliğinden dolayı taşlama taşları malzeme işinin sertleşmesinden etkilenmez, keskin ve dayanıklı kalır.

birleştirme

Bazı Inconel alaşımlarının kaynaklanması (özellikle gamma prime çökeltme sertleştirilmiş ailesi; örneğin Waspalloy ve X-750), alaşım elementlerinin çatlaması ve mikroyapısal ayrışması nedeniyle zor olabilir. Sıcaktan etkilenmiş alan. Bununla birlikte, 625 ve 718 gibi birkaç alaşım, bu sorunların üstesinden gelmek için tasarlanmıştır. En yaygın kaynak yöntemleri gaz tungsten ark kaynağı ve elektron ışını kaynağı.[20]

Kullanımlar

Astra roket motoru

Inconel'e genellikle aşırı ortamlarda rastlanır. Yaygındır gaz türbini bıçaklar, contalar ve yakıcıların yanı sıra turboşarj rotorlar ve contalar, elektrikli dalgıç kuyu pompası motor şaftları, yüksek sıcaklık bağlantı elemanları, kimyasal işleme ve basınçlı kaplar, ısı eşanjörü nükleer borular, buhar jeneratörleri ve çekirdek bileşenler basınçlı su reaktörleri,[21] doğal gaz işleme H gibi kirleticiler ile2S ve CO2, ateşli silah ses bastırıcı blast perdeler ve Formula 1, NASCAR, NHRA, ve APR, LLC Egzoz sistemleri.[22][23] 3. nesil turbo sisteminde de kullanılır. Mazda RX7 ve yüksek güçlü egzoz sistemleri Wankel motorlu Egzoz sıcaklıklarının 1.000'in üzerine çıktığı Norton motosikletleri ° C.[24] Inconel atık kazanlarında giderek daha fazla kullanılmaktadır çöp yakma tesisleri.[25] Ortak Avrupa Torusu ve DIII-D tokamaks'ın vakumlu kapları Inconel'den yapılmıştır.[26] Inconel 718 yaygın olarak aşağıdakiler için kullanılır: kriyojenik depolama tankları, kuyu içi şaftları ve kuyu başı parçaları.[27]

Havacılıkta inconel'in çeşitli uygulamaları şunları içerir:

Inconel, otomotiv endüstrisinde de kullanılmaktadır:

  • Tesla Inconel'i ana akü grubu kontaktöründe çelik yerine kullanır. Model S böylece ağır akımın ısısı altında yaylı kalır. Tesla, bunun bu yükseltilmiş araçların maksimum paket çıkışını 1300'den 1500'e güvenli bir şekilde artırmasına izin verdiğini iddia ediyor. amper, Güç çıkışında bir artışa izin veren (hızlanma) Tesla, "Gülünç Modu ".[32][39]
  • Ford Motor Şirketi türbin çarkını kendi turboşarjında ​​yapmak için Inconel kullanıyor EcoBlue 2016 yılında piyasaya sürülen dizel motorlar.[40]
  • NHRA Top Fuel ve Funny Car drag yarışı motorlarındaki egzoz valfleri Inconel'den yapılmıştır.[kaynak belirtilmeli ] Inconel ayrıca yüksek performanslı satış sonrası turbo ve Supercharged Mazda Miata motor yapılarında egzoz valflerinin üretiminde de kullanılmaktadır (bkz. Flyin 'Miata).
  • BMW o zamandan beri yüksek performanslı lüks otomobili BMW M5 E34'ün egzoz manifoldunda daha yüksek sıcaklıklara dayanıklı ve karşı basıncı azaltan ikonik S38 motorlu Inconel'i kullandı.[kaynak belirtilmeli ]
  • Jaguar Arabalar uyuyor Jaguar F Tipi SVR yüksek performanslı spor otomobil, standart olarak yeni bir hafif Inconel titanyum egzoz sistemi, daha yüksek tepe sıcaklıklarına dayanır, karşı basıncı düşürür ve araçtan 16 kg (35 lb) kütleyi ortadan kaldırır.[41]

Haddelenmiş Inconel, kazıma yoluyla kayıt ortamı olarak sıklıkla kullanılmıştır. siyah kutu uçakta kaydediciler.[42]

Yıkayıcılar, kolonlar, reaktörler ve borular gibi kimyasal uygulamalarda Inconel'in kullanımına alternatifler şunlardır: Hastelloy, perfloroalkoksi (PFA) kaplı karbon çeliği veya elyaf takviyeli plastik.

Inconel alaşımları

Alaşımlar inconel şunları içerir:

  • Inconel 188: Ticari gaz türbini ve havacılık uygulamaları için kolayca üretilmiştir.
  • Inconel 230: Alaşım 230 Plaka ve Levha ağırlıklı olarak enerji, havacılık, kimyasal işleme ve endüstriyel ısıtma endüstrileri tarafından kullanılır.
  • Inconel 600: Güçlendirilmiş katı çözelti
  • Inconel 601:
  • Inconel 617: Güçlendirilmiş katı çözelti (nikel-krom-kobalt-molibden), yüksek sıcaklık dayanımı, korozyon ve oksidasyona dirençli, yüksek işlenebilirlik ve kaynaklanabilirlik.[43] Dahil ASME Kazan ve Basınçlı Kap Kodu yüksek sıcaklıkta nükleer uygulamalar için erimiş tuz reaktörleri c. Nisan, 2020.[44]
  • Inconel 625: Aside dayanıklı, iyi kaynaklanabilirlik. LCF versiyonu tipik olarak körüklerde kullanılır.
  • Inconel 690: Nükleer uygulamalar için düşük kobalt içeriği ve düşük direnç[45]
  • Inconel 713C: Çöktürme ile sertleştirilebilir nikel-krom bazlı döküm alaşımı[3]
  • Inconel 718: İyi kaynaklanabilirlik ile güçlendirilmiş Gamma çift astar[46]
  • Inconel X-750: Kanatlar, contalar ve rotorlar dahil olmak üzere yaygın olarak gaz türbini bileşenleri için kullanılır.
  • Inconel 751: 1600 ° F aralığında gelişmiş kopma mukavemeti için artırılmış alüminyum içeriği[47]
  • Inconel 792: Özellikle gaz türbinlerinde kullanılan gelişmiş yüksek sıcaklık korozyon özellikleri için artırılmış alüminyum içeriği
  • Inconel 907
  • Inconel 909
  • Inconel 706
  • Inconel 939: Kaynaklanabilirliği artırmak için gama prime güçlendirildi.
  • Inconel 925: Inconel 925, düşük karbon içeriğine sahip, stabilize edilmemiş bir östenitik paslanmaz çeliktir.[48]

Yaşla sertleştirme veya çökelme güçlendirme çeşitlerinde, alüminyum alaşım ilaveleri ve titanyum Ni3 (Ti, Al) veya gama astarını (γ ′) oluşturmak için nikel ile birleştirin. Gama asalı, yüksek sıcaklıklarda kaymayı ve sünmeyi etkili bir şekilde önleyen küçük kübik kristaller oluşturur.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ "Yüksek Performanslı Alaşımlar". Özel Metaller Şirketi. Arşivlenen orijinal 2012-12-08 tarihinde. Alındı 2010-04-26.
  2. ^ a b INCONEL alaşım 718, Özel Metaller Şirketi
  3. ^ a b "Arşivlenmiş kopya". Arşivlenen orijinal 2015-09-02 tarihinde. Alındı 2015-09-16.CS1 Maint: başlık olarak arşivlenmiş kopya (bağlantı)
  4. ^ "Özel Alaşımlar: Inconel 625". Arşivlenen orijinal 2009-06-05 tarihinde. Alındı 2010-04-26.
  5. ^ "Alaşım 600 Inconel 600". Alındı 2018-06-30.
  6. ^ "Special Metals Corporation: Tarih". Arşivlenen orijinal 21 Nisan 2008. Alındı 2012-05-18.
  7. ^ Jones, T.L. "Frank Whittle'ın W2B Turbojet'i: Birleşik Krallık'a Karşı Amerika Birleşik Devletleri Gelişimi". EngineHistory.org. Aircraft Engine Historical Society, Inc. Arşivlenen orijinal 30 Mart 2016 tarihinde. Alındı 27 Mart 2016.
  8. ^ http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=NINC30
  9. ^ https://www.americanelements.com/inconel-617-alloy
  10. ^ https://www.americanelements.com/inconel-625-alloy
  11. ^ https://www.americanelements.com/inconel-690-alloy
  12. ^ https://www.americanelements.com/inconel-718-alloy
  13. ^ http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=NINC35
  14. ^ INCONEL alaşımı 600, Özel Metaller Şirketi
  15. ^ hightempmetals.com, Yüksek Sıcaklık Metalleri
  16. ^ INCONEL alaşım 625, Özel Metaller Şirketi
  17. ^ a b Inconel alaşım 690, Özel Metaller Şirketi
  18. ^ INCONEL alaşım X-750, Özel Metaller Şirketi
  19. ^ "DoITPoMS - Tam Kayıt". www.doitpoms.ac.uk.
  20. ^ birleştirme (PDF), alındı 2009-10-09.
  21. ^ "Inconel alaşım 625, Özel Metaller, 2015 " (PDF). Arşivlenen orijinal (PDF) 2009-02-26 tarihinde.
  22. ^ Güç üretimi Arşivlendi 2012-09-14 at Archive.today, Özel Metaller Şirketi.
  23. ^ Kimyasal İşleme Arşivlendi 2013-02-02 at Archive.today, Özel Metaller Şirketi.
  24. ^ Motorcycle Trader.Norton Rotary Revival.Cathcart.Dec 2007.
  25. ^ Inconell - son teknoloji ürünü korozyon koruması Arşivlendi 2008-11-15 Wayback Makinesi Babcock ve Wilcox Vølund, 2003
  26. ^ Inconel JET gemisi 1983'ten beri kullanımda Arşivlendi 2010-02-27 de Wayback Makinesi. Basit, sağlam bir yapı.
  27. ^ Inconel Alaşım Inconel 718.
  28. ^ Robert S. Houston, Richard P. Hallion ve Ronald G. Boston, EDİTÖRÜN TANITIMI, "Havadan Uzaya Geçiş: Kuzey Amerika X-15", Hipersonik Devrim: Hipersonik Teknoloji Tarihinde Örnek Olaylar, Hava Kuvvetleri Tarihi ve Müzeler Programı, 1998. NASA.gov.
  29. ^ Anthony Young, "The Saturn V Booster: Apollo'yu Tarihe Dönüştürmek", Springer-Verlag, 2009.
  30. ^ INCONEL VE ​​SÜPERALAŞIMLARIN TARİHÇESİ
  31. ^ "SpaceX Falcon 9". Uzay Lansmanı Raporu. Alındı 2013-08-13.
  32. ^ a b "Elon Musk'ın son" Gülünç "duyurusu, Tesla ve SpaceX - Electrek arasında daha fazla sinerjiye işaret ediyor". Electrek. Arşivlendi 12 Eylül 2015 tarihinde orjinalinden.
  33. ^ Norris, Guy (2014-05-30). "SpaceX 'Step Change' Dragon 'V2'yi Tanıttı'". Havacılık Haftası. Alındı 2014-05-30.
  34. ^ Kramer, Miriam (2014-05-30). "SpaceX, Astronotlar için İnsanlı Uzay Taksisi Dragon V2 Uzay Gemisini Tanıttı - Dragon V2 ile Tanışın: SpaceX'in Astronot Gezileri için İnsanlı Uzay Taksisi". space.com. Alındı 2014-05-30.
  35. ^ Bergin, Chris (2014-05-30). "SpaceX, Dragon V2 mürettebat uzay aracının kapağını kaldırıyor". NASAspaceflight.com. Alındı 2015-03-06.
  36. ^ Foust, Jeff (2014-05-30). SpaceX, 21. yüzyıl uzay gemisini tanıttı"". NewSpace Dergisi. Alındı 2015-03-06.
  37. ^ "SpaceX Uzaya 3D Baskılı Parçayı Başlattı, Mürettebatlı Uzay Uçuşu için Baskılı Motor Odası Oluşturuyor". SpaceX. Alındı 2015-03-06. Geleneksel olarak dökülmüş bir parça ile karşılaştırıldığında, baskılı bir [parça], malzeme özelliklerinde daha düşük bir değişkenlikle birlikte üstün mukavemet, süneklik ve kırılma direncine sahiptir. ... Bölme rejeneratif olarak soğutulur ve yüksek performanslı bir süperalaşım olan Inconel'de basılır. Odanın basılması, geleneksel işlemeye kıyasla teslim süresinde büyük bir azalma ile sonuçlandı - ilk konseptten ilk sıcak ateşe giden yol üç aydan biraz fazla sürdü. Sıcak ateş testi sırasında, ... SuperDraco motoru hem fırlatma kaçış profilinde hem de iniş yanık profilinde ateşlendi ve% 20 ile% 100 itme seviyeleri arasında başarılı bir şekilde kısıldı. Şimdiye kadar oda, 300 saniyeden fazla sıcak ateşle 80'den fazla ateşlendi.
  38. ^ Supersteel Alaşımlarından SpaceX Döküm Raptor Motor Parçaları Şubat 2019
  39. ^ "Üç Köpek Günü". www.teslamotors.com.
  40. ^ "Yeni Ford EcoBlue turbodizel motoru, dizel sorunlarının ortasında görücüye çıktı". Autoblog.com. 26 Nisan 2016.
  41. ^ "Jaguar, Cenevre'deki İlk Çıkışından Önce Ultra Yüksek Performanslı F-TYPE SVR'yi Tanıttı". www.jaguarusa.com.
  42. ^ Barrett, Brian. "Bir Uçağın Kara Kutusunun Gizli Sosu".
  43. ^ "Inconel alaşım 617" (PDF). Alındı 28 Mart 2019.
  44. ^ "YENİ KULLANIM İÇİN KALİTELİ TİCARİ ALAŞIM, NÜKLEER ÇALIŞMA SICAKLIĞINI ARTIRIR". ABD Enerji Bakanlığı Idaho Ulusal Laboratuvarı. 28 Nisan 2020.
  45. ^ INCONEL alaşım 690 Arşivlendi 2013-11-12 de Wayback Makinesi, NDT Kaynak Merkezi
  46. ^ "Alüminyum, Inconel veya Titanyum DMLS - Buna değer mi? - Blog". gpiprototype.com.
  47. ^ INCONEL alaşım 751, Özel Metaller Şirketi
  48. ^ Vishal Kumar Jaiswal "Taguchi Yöntemi ile EDM Süreci için Inconel 925 Üzerinde İşlem Parametrelerinin Deneysel Olarak İncelenmesi." International Journal for Scientific Research and Development 6.5 (2018): 277-282. , IJSRD