Inconel, familja ta 'nikil - superalloys ibbażati, hija rikonoxxuta b'mod wiesa' għall-prestazzjoni eċċezzjonali tagħha f'temperatura għolja -, korrużiva, u għolja - ambjenti ta 'tensjoni. Il-kompożizzjoni ta 'ligi Inconel hija ddisinjata bir-reqqa biex tinkiseb dawn il-proprjetajiet, bin-nikil bħala l-element ewlieni, issupplimentat minn varjetà ta' elementi ta 'liga li jaħdmu flimkien biex itejbu l-karatteristiċi speċifiċi. Ejja nesploraw il-komponenti ewlenin li jiffurmaw Inconel u r-rwoli tagħhom fid-determinazzjoni tal-prestazzjoni tal-liga.
Nickel: Il-Fondazzjoni tal-Ligi Inconel
In-nikil huwa l-kostitwent primarju tal-ligi kollha Inconel, tipikament jammonta għal 50% jew aktar tal-kompożizzjoni kimika tagħhom. Dan il-kontenut għoli ta 'nikil huwa l-pedament tal-proprjetajiet uniċi ta' Inconel. Nickel jipprovdi wiċċ stabbli - struttura tal-kristall kubu ċċentrata (FCC) għall-liga, li tippermetti duttilità tajba u ebusija anke f'temperaturi elevati. Iservi wkoll bħala solvent għal elementi oħra ta 'liga, li jippermettilhom jinħallu b'mod uniformi fil-matriċi u jeżerċitaw l-effetti rispettivi tagħhom.
Il-kontenut għoli ta 'nikil jikkontribwixxi wkoll b'mod sinifikanti għar-reżistenza għall-korrużjoni ta' Inconel. In-nikil għandu abbiltà naturali li jirreżisti l-korrużjoni f'ħafna ambjenti, u meta kkombinat ma 'elementi oħra, jifforma saff ta' ossidu protettiv fuq il-wiċċ tal-liga. Dan is-saff ta 'ossidu jaġixxi bħala barriera, li jipprevjeni l-midja korrużiva milli tippenetra fil-materjal sottostanti. Pereżempju, f'ambjenti tal-baħar, fejn l-ilma baħar huwa korrużiv ħafna, il-kontenut għoli ta 'nikil f'ligi Inconel jgħinhom jirreżistu l-korrużjoni tal-pitting u tal-xquq, u jagħmilhom adattati għall-użu f'komponenti ta' inġinerija tal-baħar bħal pompi tal-ilma baħar u skambjaturi tas-sħana.
Kromju: Titjib tal-ossidazzjoni u r-reżistenza għall-korrużjoni
Il-kromju huwa element essenzjali ieħor fil-ligi Inconel, ġeneralment preżenti f'konċentrazzjonijiet li jvarjaw minn 10% sa 25%. Ir-rwol ewlieni tiegħu huwa li ttejjeb b'mod sinifikanti l-ossidazzjoni tal-liga u r-reżistenza għall-korrużjoni. F'temperaturi għoljin, il-kromju jirreaġixxi bl-ossiġenu fl-arja biex jifforma film dens u aderenti ta 'ossidu tal-kromju (CR₂O₃) fuq il-wiċċ tal-liga. Dan il-film huwa stabbli ħafna u jista 'effettivament jipprevjeni aktar ossidazzjoni tal-materjal sottostanti, anke f'temperaturi' l fuq minn 1000 grad.
F'ambjenti korrużivi, bħal fil-pjanti tal-ipproċessar kimiku fejn il-liga tiġi f'kuntatt ma 'aċidi u alkali, il-kromju għandu wkoll rwol vitali. Jgħin biex jistabbilizza l-film passiv fuq wiċċ il-liga, u jagħmilha aktar reżistenti għat-tqassim minn joni korrużivi. Pereżempju, Inconel 625, li fih madwar 21% kromju, jista 'jiflaħ l-effetti korrużivi ta' l-aċidu sulfuriku u l-aċidu idrokloriku, li jagħmilha materjal preferut għal komponenti ta 'reatturi kimiċi.
Molibdenu u tungstenu: spinta lill-qawwa u r-reżistenza għall-korrużjoni
Molibdenum huwa element komuni ta 'liga f'ħafna gradi Inconel, b'kontenut tipiku li jvarja minn 2% sa 10%. Huwa jsaħħaħ is-saħħa tal-liga permezz ta 'soluzzjoni solida - tisħiħ tas-soluzzjoni, li jfisser li tinħall fil-matriċi tan-nikil u żżid ir-reżistenza għall-moviment tad-diżlokazzjoni, u b'hekk ittejjeb is-saħħa tat-tensjoni u r-reżistenza creep tal-liga f'temperaturi għoljin. Molybdenum itejjeb ukoll ir-reżistenza tal-liga għall-korrużjoni tal-pitting u tal-crevice, speċjalment fil-klorur - ambjenti li fihom. Dan jagħmel ligi Inconel li fihom molybdenum, bħal Inconel 718 (b'madwar 3% molibdenum), adattati għall-użu fl-ilma baħar - applikazzjonijiet relatati u l-bjar taż-żejt u tal-gass b'livelli għoljin ta 'klorid.
It-tungstenu xi kultant jiżdied ma 'ċerti ligi Inconel, għalkemm f'ammonti iżgħar meta mqabbla ma' molibdenu, ġeneralment madwar 1% sa 5%. Simili għall-molybdenum, it-tungstenu jikkontribwixxi għat-tisħiħ tas-soluzzjoni solidu -, li jsaħħaħ aktar is-saħħa tat-temperatura għolja - tal-liga. Tgħin ukoll biex ittejjeb ir-reżistenza għall-ilbies tal-liga, li hija ta 'benefiċċju f'applikazzjonijiet fejn il-liga tista' tkun soġġetta għal xedd li joborxu f'temperaturi għoljin.
Niobium u titanju: jippermetti t-twebbis tal-preċipitazzjoni
Niobium (xi kultant imsejjaħ Columbium) u Titanium huma elementi ewlenin fil-preċipitazzjoni - ligi Inkonel li jistgħu jwettqu. Dawn l-elementi jiffurmaw komposti intermetalliċi, bħal gamma - prime (') u gamma - fażijiet doppji prim (' '), meta l-liga hija soġġetta għal trattament tas-sħana. Dawn il-preċipitati huma mqassma b'mod uniformi fil-matriċi tan-nikil u jaġixxu bħala ostakli għall-moviment tad-diżlokazzjoni, u jżidu b'mod sinifikanti s-saħħa tal-liga, speċjalment f'temperaturi għoljin.
Inconel 718 huwa eżempju 典型 ta 'preċipitazzjoni - liga Inconel li jista' jwettaq, li fiha madwar 5% niobium u 1% titanju. Il-Gamma - Fażi Prim Double (Ni₃nb) iffurmata f'Inconel 718 waqt it-trattament tas-sħana hija responsabbli għas-saħħa tat-temperatura għolja -, li tippermetti li tintuża f'komponenti tal-magna tal-inġenji tal-ajru li joperaw f'temperaturi sa 650 grad. It-titanju għandu wkoll rwol fit-titjib tar-reżistenza għall-ossidazzjoni tal-liga sa ċertu punt, minbarra l-kontribut tiegħu għat-twebbis tal-preċipitazzjoni.
Ħadid: element minuri imma utli
Il-ħadid spiss ikun preżenti f'ligi Inconel bħala element minuri, b'kontenut tipikament ivarja minn 5% sa 20%. Huwa miżjud prinċipalment biex titnaqqas l-ispiża tal-liga, peress li l-ħadid huwa metall relattivament irħis meta mqabbel man-nikil. Filwaqt li l-ħadid ma jsaħħaħx b'mod sinifikanti l-għoli - prestazzjoni tat-temperatura jew reżistenza għall-korrużjoni ta 'ligi Inconel, hija kompatibbli mal-matriċi tan-nikil u m'għandhiex effett detrimentali fuq il-proprjetajiet ġenerali tal-liga meta tkun preżenti f'ammonti xierqa. Pereżempju, Inconel 600 fih madwar 8% ħadid, li jgħin biex jitbaxxa l-ispiża tiegħu filwaqt li jżomm reżistenza tajba għall-ossidazzjoni u proprjetajiet mekkaniċi f'temperaturi moderati.
Elementi oħra ta 'traċċa
Ligi Inconel jista 'jkun fihom ukoll ammonti żgħar ta' elementi oħra, bħal karbonju, silikon, u manganiż. Il-karbonju jista 'jifforma karburi b'elementi bħal kromju, nijobju, u titanju, li jistgħu jtejbu s-saħħa tal-konfini tal-qamħ tal-liga u r-reżistenza għall-ilbies. Madankollu, karbonju eċċessiv jista 'jwassal għall-formazzjoni ta' karburi ta 'ħsara li jnaqqsu d-duttilità tal-liga, u għalhekk il-kontenut tiegħu ġeneralment ikun ikkontrollat taħt 0.1%.
Is-silikon u l-manganiż huma spiss miżjuda bħala deossidizzaturi matul il-proċess tal-manifattura tal-liga biex ineħħu l-ossiġnu mill-metall imdewweb, li jipprevjenu l-formazzjoni ta 'inklużjonijiet ta' ossidu li jistgħu jdgħajfu l-liga. Il-kontenut tagħhom huwa tipikament miżmum baxx ħafna, ġeneralment taħt il-1%.
Varjazzjonijiet fil-kompożizzjoni fost gradi inconel differenti
Huwa importanti li wieħed jinnota li l-kompożizzjoni ta 'Inconel tvarja bejn gradi differenti, kull waħda mfassla għal applikazzjonijiet speċifiċi. Pereżempju:
Inconel 600 għandu kompożizzjoni relattivament sempliċi: madwar 76% nikil, 15.5% kromju, u 8% ħadid. Huwa magħruf għar-reżistenza eċċellenti ta 'ossidazzjoni u jintuża f'applikazzjonijiet bħal komponenti tal-forn u tagħmir għall-ipproċessar kimiku.
Inconel 625 fih madwar 61% nikil, 21.5% kromju, 9% molibdenu, u 3.6% niobium. Il-molybdenum għoli u l-kontenut tan-nijobju jagħtuha reżistenza tal-korrużjoni superjuri u saħħa tat-temperatura għolja -, li tagħmilha xierqa għall-użu f'ambjenti severi bħal pjattaformi taż-żejt u tal-gass offshore u komponenti tal-magna tar-rokit.
Inconel x - 750 jikkonsisti f'madwar 73% nikil, 15% kromju, 2.5% titanju, 1% aluminju, u 7% ħadid. Jiddependi fuq il-preċipitazzjoni tal-fażijiet gamma - prime (ni₃ (ti, al)) għat-tisħiħ u jintuża f'applikazzjonijiet għoljin ta '- temperatura tar-rebbiegħa u komponenti tat-turbina tal-gass.
Bħala konklużjoni, Inconel huwa magħmul primarjament minn nikil, bil-kromju, il-molibdenu, in-nijobju, it-titanju, u elementi oħra tal-liga miżjuda fi proporzjonijiet speċifiċi. Il-kombinazzjoni ta 'dawn l-elementi tagħti lil Inconel l-għoli notevoli tagħha - saħħa tat-temperatura, reżistenza għall-ossidazzjoni, u reżistenza għall-korrużjoni. Il-kompożizzjonijiet li jvarjaw ta 'gradi Inconel differenti jippermettulhom jissodisfaw il-ħtiġijiet varji ta' industriji bħal aerospazjali, enerġija, proċessar kimiku, u inġinerija tal-baħar. Il-fehim tal-kompożizzjoni ta 'Inconel huwa kruċjali għall-għażla tal-grad it-tajjeb għal applikazzjoni partikolari u biex tifhem il-karatteristiċi tal-prestazzjoni tagħha.
