Hợp kim Inconel

Inconel là một họ của các siêu hợp kim gốc niken-crôm austenit.

Hợp kim Inconel là vật liệu chống oxy hóa ăn mòn rất phù hợp để phục vụ trong môi trường khắc nghiệt chịu áp lực và nhiệt. Khi được làm nóng, Inconel tạo thành một lớp oxit dày, ổn định, thụ động bảo vệ bề mặt khỏi sự tấn công tiếp theo. Inconel duy trì sức mạnh trong một phạm vi nhiệt độ rộng, hấp dẫn đối với các ứng dụng nhiệt độ cao, nơi nhôm và thép sẽ không chịu được leo trèo do các vị trí trống tinh thể do nhiệt gây ra. Độ bền nhiệt độ cao của Inconel được phát triển bằng cách tăng cường dung dịch rắn hoặc làm cứng kết tủa, tùy thuộc vào hợp kim.

Hợp kim Inconel thường được sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ cao. Tên thương mại phổ biến cho Inconel Alloy 625 bao gồm: Inconel 625, Chronin 625, Altemp 625, Haynes 625, Nickelvac 625 và Nicrofer 6020.

Gia đình hợp kim Inconel được phát triển lần đầu tiên vào những năm 1940 bởi các nhóm nghiên cứu tại Wiggin Al Alloy (Hereford, Anh), được mua lại bởi Special Metal Corporation , để hỗ trợ phát triển động cơ phản lực Whittle.

Tính chất

Hợp kim Inconel là vật liệu chống oxy hóa và chống ăn mòn rất phù hợp để phục vụ trong môi trường khắc nghiệt chịu áp suất cao và động năng. Khi được làm nóng, Inconel tạo thành một lớp oxit thụ động dày và ổn định bảo vệ bề mặt khỏi sự tấn công tiếp theo. Inconel duy trì sức mạnh trong một phạm vi nhiệt độ rộng, hấp dẫn cho các ứng dụng nhiệt độ cao, nơi nhôm và thép sẽ không chịu được leo trèo do các vị trí trống tinh thể cảm ứng nhiệt (xem phương trình Arrhenius). Độ bền nhiệt độ cao của Inconel được phát triển bằng cách tăng cường dung dịch rắn hoặc tăng cường kết tủa, tùy thuộc vào hợp kim. Trong các giống làm cứng tuổi hoặc tăng cường kết tủa, một lượng nhỏ niobi kết hợp với niken để tạo thành hợp chất intermetallic Ni ₃ Nb hoặc gamma double Prime (''). Gamma Prime tạo thành các tinh thể hình khối nhỏ có tác dụng ức chế trượt và leo hiệu quả ở nhiệt độ cao. Sự hình thành của các tinh thể gamma-Prime tăng theo thời gian, đặc biệt là sau ba giờ tiếp xúc với nhiệt độ 850 ° C và tiếp tục phát triển sau 72 giờ tiếp xúc.

Gia công

Inconel là một kim loại khó định hình và máy sử dụng các kỹ thuật truyền thống do làm cứng nhanh. Sau lần gia công đầu tiên, quá trình làm cứng có xu hướng biến dạng dẻo cả phôi hoặc dụng cụ ở các lần tiếp theo. Vì lý do này, các Inconels cứng theo tuổi như 718 được gia công bằng cách sử dụng một đường cắt mạnh mẽ nhưng chậm chạp bằng một công cụ cứng, giảm thiểu số lượng đường chuyền cần thiết. Ngoài ra, phần lớn gia công có thể được thực hiện với phôi ở dạng đã được giải, chỉ với các bước cuối cùng được thực hiện sau khi làm cứng tuổi.

Các ren ngoài được gia công bằng máy tiện để "một điểm" các ren hoặc bằng cách cuộn các ren trong điều kiện xử lý dung dịch (đối với các hợp kim cứng) bằng máy vít. Inconel 718 cũng có thể được cuộn thành sợi sau khi lão hóa hoàn toàn bằng cách sử dụng nhiệt cảm ứng đến 1.300 ° F (704 ° C) mà không làm tăng kích thước hạt. Lỗ với chủ đề nội bộ được thực hiện bằng cách xâu chuỗi. Chủ đề nội bộ cũng có thể được hình thành bằng cách sử dụng EDM chìm (gia công phóng điện).

Cắt một tấm thường được thực hiện với một máy cắt tia nước. Máy cắt gốm gia cố râu mới cũng được sử dụng để gia công hợp kim niken. Họ loại bỏ vật liệu với tốc độ thường nhanh hơn tám lần so với máy cắt cacbua xi măng. Ngoài các phương pháp này, các bộ phận Inconel cũng có thể được sản xuất bằng phương pháp nóng chảy laser chọn lọc.

Thường xuyên hơn gia công, tia nước hoặc laser, mài là phương pháp được ưa thích và kinh tế để hình thành các thành phần hợp kim Niken để định hình và hoàn thiện. Do độ cứng của vật liệu mài mòn được sử dụng, các bánh mài không bị ảnh hưởng bởi vật liệu làm cứng và vẫn còn sắc và bền.

Tham gia

Việc hàn một số hợp kim Inconel (đặc biệt là gia đình kết tủa gamma làm cứng, ví dụ Waspalloy và X-750) có thể khó khăn do nứt và phân tách cấu trúc vi mô của các nguyên tố hợp kim trong vùng chịu ảnh hưởng nhiệt. Tuy nhiên, một số hợp kim như 625 và 718 đã được thiết kế để khắc phục những vấn đề này. Các phương pháp hàn phổ biến nhất là hàn hồ quang vonfram khí và hàn chùm tia điện tử.