Inconel và Hợp kim Inconel 625
HỢP KIM INCONEL
1. Inconel là gì?
Inconel là một loại vật liệu được tối ưu hoá đặc biệt cho một số điều kiện sử dụng khó khăn nhất được tìm thấy trong sản xuất. Thậm chí so với thép không gỉ, Inconel có khả năng chịu nhiệt cực cao và không mất độ bền kéo ở 2000°F như hầu hết các loại thép.
Tuy nhiên, Inconel là một vật liệu đắt tiền, được bảo quản tốt nhất cho các điều kiện sử dụng phù hợp khi các vật liệu khác cũng giành được hoạt động. Với ý nghĩ này, đây là một vào ví dụ về việc sử dụng Inconel trên hầu hết các công thức của thép không gỉ
2. Các đặc điểm nổi bật của hợp kim Inconel
- Ứng dụng xử lý nhiệt: Nổi tiếng chịu được nhiệt độ khắt khe và duy trì đủ độ bền kéo ở nhiệt độ cao để tiếp tục giữ tải vừa phải (giữ lại 13.3 ksi ở 2000°F). Điều này làm cho Inconel trở thành vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng xử lý nhiệt, so sánh thuận lợi với các loại thép không gỉ như 304, 316 và 330
- Thay đổi nhiệt độ nhanh: Một số quy trình sản xuất có thể kết hợp các quy trình nhiệt độ cao và thấp liên tiếp. Hầu hết, các hợp kim Inconel duy trì khả năng chống oxy hoá tuyệt vời ở nhiệt độ cao và thấp. Nó cho phép 1 loại duy nhất được làm từ Inconel được sử dụng trong các quy trình có nhiệt độ khác nhau giữa mức thấp gần lạnh và nhiệt độ cao
- Khi tiếp xúc với nước mặn: Inconel thường được sử dụng trong các ứng dụng hàng hải vì khả năng kháng natri clorua (muối) phi thường ở nhiều nhiệt độ khác nhau. Vì vậy, đối với các quy trình sử dụng muối hoặc các địa điểm nhà máy gần đại dương, Inconel có thể là một sản phẩm lý tưởng. Tuy nhiên, một số hợp kim thép không gỉ cũng thể hiện khả năng chống nước mặn tuyệt vời. Nói chung, Inconel sẽ chỉ hữu ích hơn nhiều so với inox 316 nếu nhiệt độ cực cao, vượt quá 1000°F cũng là một mối quan tâm. Inconel sẽ duy trì khả năng chống oxy hoá tốt hơn ở nhiệt độ cao hơn so với inox 316
- Chế tạo động cơ phản lực: Động cơ phản lực là nơi phải chịu được nhiệt độ khắc nghiệt cao thấp thường xuyên trong quá trình sử dụng. Ví dụ: ở 36000ft (trong độ cao hành trình tiêu chuẩn cả máy bay dân dụng) nhiệt độ không khí trung bình là -56.3°C (-69.3°F), nhưng quá trình đốt cháy có thể vượt ngưỡng 1150°C (2120°F). Công nghệ làm mát được sử dụng để giảm nhanh nhiệt độ nhưng vẫn có thể dễ dàng vượt quá dung sai của nhiều kim loại. Inconel 600 duy trì khả năng chống oxy hoá cao và độ bền kéo mặc dù có sự thay đổi nhanh chóng về nhiệt độ từ quá trình đốt cháy và công nghệ làm mát được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ. Dù vậy, Inconel không phải là câu trả lời duy nhất cho các phần khác nhau xử lý các thách thức kỹ thuật. Để có được loại tốt nhất cho công việc, điều quan trọng phải xem xét mọi khía cạnh của quy trình sản xuất và nhu cầu của bạn so với khả năng của nhiều kim loại
INCONEL 625
1. Inconel 625 là gì?
Inconel 625 là một loại vật liệu siêu cứng (siêu hợp kim) chứa niken là chính, cấp hợp kim niken - crom với mật độ 8.4g/cm3 và điểm nóng chảy 1290-1350°C. Nó có khả năng chống ăn mòn axit vô cơ tuyệt vời đối với các phương tiện ăn mòn khác nhau trong môi trường oxy hoá khử.
Nó không có từ tính, thuộc dòng Austenite và có độ bền kéo cao, tính dẻo dai tốt. Do hàm lượng niken cao, hợp kim này gần như không bị ảnh hưởng bởi sự nứt vỡ và rỗ nứt ăn mòn ion clorid, thường thấy trong các kim loại trong các ứng dụng nước biển như bộ trao đổi nhiệt, ốc vít và vỏ bọc cáp.
2. Đặc tính của hợp kim Inconel 625
- Có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đối với các phương tiện ăn mòn khác trong môi trường oxy hoá khử
- Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của các dung dịch hỗn hợp axit vô cơ khác nhau
- Khả năng chống ăn mòn axit vô cơ tuyệt vời. Chẳng hạn như axit nitric, axit photphoric, axit sulfuric, axit clohydric và axit hỗn hợp,...
- Khả năng xử lý và hàn tốt, không dễ bị nứt sau khi hàn
- Khi nhiệt độ đạt đến 40°C, nó có khả năng chống ăn mòn tốt ở các nồng độ khác nhau của dung dịch axit clohydric
3. Thành phần hoá học
4. Tính chất vật lý
- Mật độ: 0.303 lb/in3 (8.44 g/cm3)
- Trọng lựơng riêng: 8.44
- Phạm vi nóng chảy: 2350 – 2460 °F (1280 – 1350 °C)
- Nhiệt đặc biệt: 0.098 Btu/lb x °F (410 J/kg x °K)
- Độ thấm từ (75 °F, 200 oersted): 1.0006
5. Hệ số dẫn điện
6. Tính chất cơ học
7. Ứng dụng của hợp kim Niken-Crom 625 là gì?
- Được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hoá chất, tiếp xúc với nước biển và chịu ứng suất cơ học cao
- Sử dụng trong sản xuất bể phân huỷ, bể tẩy trăng trong ngành công nghiệp giấy và bột giấy
- Bộ phận hâm nóng, vách ngăn đầu vào khí thải, quạt, máy khuấy, vách ngăn và ống khói trong hệ thống khử lưu huỳnh khí thải
- Dùng để chế tạo các thiết bị, linh kiện dùng trong môi trường khí axit
- Bình ngưng axit sulfuric
8. Khả năng hàn
Do tính dễ hàn, nên Inconel 625 được sử dụng trong lớp phủ mối hàn để cải thiện sức bền và chống ăn mòn của các kim loại cơ bản, như các chất có trong ống nồi hơi hoặc thiết bị hoá dầu như giếng khoan. Các loại vật liệu cơ bản rẻ hơn như hợp kim thép có thể được hàn với lớp hợp kim 625 ngay cả khi pha loãng với kỹ thuật đúng đắn, tạo ra sức mạnh cần thiết và bảo vệ chống lại sự ăn mòn của các bộ phận này.
Nó cũng được sử dụng trong nồi hơi thu năng lượng từ rác thải, nơi mà nhiên liệu từ rác thải được sử dụng để cấp điện cho máy phát hơi nước có nồi hơi lọc. Inconel 625 thay thế các vật liệu chịu nhiệt như gạch men để chống ăn mòn, chủ yếu như lớp vỏ bọc hàn và ống composite, làm giảm đáng kể chi phí bảo dưỡng trên vật liệu chịu lửa bị ăn mòn. Vào cuối những năm 1990, hợp kim này được xem như là hợp kim chống ăn mòn nhất trong điều kiện gây ra sự đốt chất thải.
9. Gia công chân không
N06625 so với N06626 - một trong những phương pháp chế tạo hợp kim 625 là qua quá trình hút Induction Melting (VIM), sử dụng một dòng điện mạnh để làm nóng các hợp kim trong chân không. Thông qua kiểm soát chặt chẽ quá trình tan chảy, các nhà SX có thể tạo ra một cấu trúc vi mô hơn với kích thước hạt tốt hơn. Inconel 625 đã trải qua quá trình này được gọi là 625 LCF (Low Cycle Fatigue) - nó có tính ổn định nhiệt tốt hơn và cải thiện khả năng chịu mệt mỏi cơ học
1. Inconel là gì?
Inconel là một loại vật liệu được tối ưu hoá đặc biệt cho một số điều kiện sử dụng khó khăn nhất được tìm thấy trong sản xuất. Thậm chí so với thép không gỉ, Inconel có khả năng chịu nhiệt cực cao và không mất độ bền kéo ở 2000°F như hầu hết các loại thép.
Tuy nhiên, Inconel là một vật liệu đắt tiền, được bảo quản tốt nhất cho các điều kiện sử dụng phù hợp khi các vật liệu khác cũng giành được hoạt động. Với ý nghĩ này, đây là một vào ví dụ về việc sử dụng Inconel trên hầu hết các công thức của thép không gỉ
2. Các đặc điểm nổi bật của hợp kim Inconel
- Ứng dụng xử lý nhiệt: Nổi tiếng chịu được nhiệt độ khắt khe và duy trì đủ độ bền kéo ở nhiệt độ cao để tiếp tục giữ tải vừa phải (giữ lại 13.3 ksi ở 2000°F). Điều này làm cho Inconel trở thành vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng xử lý nhiệt, so sánh thuận lợi với các loại thép không gỉ như 304, 316 và 330
- Thay đổi nhiệt độ nhanh: Một số quy trình sản xuất có thể kết hợp các quy trình nhiệt độ cao và thấp liên tiếp. Hầu hết, các hợp kim Inconel duy trì khả năng chống oxy hoá tuyệt vời ở nhiệt độ cao và thấp. Nó cho phép 1 loại duy nhất được làm từ Inconel được sử dụng trong các quy trình có nhiệt độ khác nhau giữa mức thấp gần lạnh và nhiệt độ cao
- Khi tiếp xúc với nước mặn: Inconel thường được sử dụng trong các ứng dụng hàng hải vì khả năng kháng natri clorua (muối) phi thường ở nhiều nhiệt độ khác nhau. Vì vậy, đối với các quy trình sử dụng muối hoặc các địa điểm nhà máy gần đại dương, Inconel có thể là một sản phẩm lý tưởng. Tuy nhiên, một số hợp kim thép không gỉ cũng thể hiện khả năng chống nước mặn tuyệt vời. Nói chung, Inconel sẽ chỉ hữu ích hơn nhiều so với inox 316 nếu nhiệt độ cực cao, vượt quá 1000°F cũng là một mối quan tâm. Inconel sẽ duy trì khả năng chống oxy hoá tốt hơn ở nhiệt độ cao hơn so với inox 316
- Chế tạo động cơ phản lực: Động cơ phản lực là nơi phải chịu được nhiệt độ khắc nghiệt cao thấp thường xuyên trong quá trình sử dụng. Ví dụ: ở 36000ft (trong độ cao hành trình tiêu chuẩn cả máy bay dân dụng) nhiệt độ không khí trung bình là -56.3°C (-69.3°F), nhưng quá trình đốt cháy có thể vượt ngưỡng 1150°C (2120°F). Công nghệ làm mát được sử dụng để giảm nhanh nhiệt độ nhưng vẫn có thể dễ dàng vượt quá dung sai của nhiều kim loại. Inconel 600 duy trì khả năng chống oxy hoá cao và độ bền kéo mặc dù có sự thay đổi nhanh chóng về nhiệt độ từ quá trình đốt cháy và công nghệ làm mát được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ. Dù vậy, Inconel không phải là câu trả lời duy nhất cho các phần khác nhau xử lý các thách thức kỹ thuật. Để có được loại tốt nhất cho công việc, điều quan trọng phải xem xét mọi khía cạnh của quy trình sản xuất và nhu cầu của bạn so với khả năng của nhiều kim loại
INCONEL 625
1. Inconel 625 là gì?
Inconel 625 là một loại vật liệu siêu cứng (siêu hợp kim) chứa niken là chính, cấp hợp kim niken - crom với mật độ 8.4g/cm3 và điểm nóng chảy 1290-1350°C. Nó có khả năng chống ăn mòn axit vô cơ tuyệt vời đối với các phương tiện ăn mòn khác nhau trong môi trường oxy hoá khử.
Nó không có từ tính, thuộc dòng Austenite và có độ bền kéo cao, tính dẻo dai tốt. Do hàm lượng niken cao, hợp kim này gần như không bị ảnh hưởng bởi sự nứt vỡ và rỗ nứt ăn mòn ion clorid, thường thấy trong các kim loại trong các ứng dụng nước biển như bộ trao đổi nhiệt, ốc vít và vỏ bọc cáp.
2. Đặc tính của hợp kim Inconel 625
- Có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đối với các phương tiện ăn mòn khác trong môi trường oxy hoá khử
- Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của các dung dịch hỗn hợp axit vô cơ khác nhau
- Khả năng chống ăn mòn axit vô cơ tuyệt vời. Chẳng hạn như axit nitric, axit photphoric, axit sulfuric, axit clohydric và axit hỗn hợp,...
- Khả năng xử lý và hàn tốt, không dễ bị nứt sau khi hàn
- Khi nhiệt độ đạt đến 40°C, nó có khả năng chống ăn mòn tốt ở các nồng độ khác nhau của dung dịch axit clohydric
3. Thành phần hoá học
| THÀNH PHẦN | TỶ LỆ |
|---|---|
| Carbon | 0.010 max |
| Manganese | 0.50 max |
| Phosphorus | 0.015 max |
| Sulfur | 0.015 max |
| Silicon | 0.50 max |
| Chromium | 20.00 - 23.00 |
| Nickel | Balance |
| Molybdenum | 8.00 - 10.00 |
| Columbium | 3.15 - 4.15 |
| Titanium | 0.40 max |
| Aluminum | 0.40 max |
| Tantalum | 0.05 max |
| Iron | 5.00 max |
- Mật độ: 0.303 lb/in3 (8.44 g/cm3)
- Trọng lựơng riêng: 8.44
- Phạm vi nóng chảy: 2350 – 2460 °F (1280 – 1350 °C)
- Nhiệt đặc biệt: 0.098 Btu/lb x °F (410 J/kg x °K)
- Độ thấm từ (75 °F, 200 oersted): 1.0006
5. Hệ số dẫn điện
| TEMPERATURE RANGE | LINEAR COEFFICIENTS OF THERMAL EXPANSION1 · 10-6 | THERMAL CONDUCTIVITY2 3 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| °C | °F | /°C | /°F | W/M·K | BTU/(HR/FT²/IN/°F) |
| -157 | -250 | – | – | 7.3 | 4.2 |
| -129 | -200 | – | – | 7.4 | 4.3 |
| -73 | -100 | – | – | 8.3 | 4.8 |
| -18 | 0 | – | – | 9.2 | 5.3 |
| 21 | 70 | – | – | 9.9 | 5.7 |
| 38 | 100 | – | – | 10.0 | 5.8 |
| 93 | 200 | 12.8 | 7.1 | 10.7 | 6.3 |
| 204 | 400 | 13.1 | 7.3 | 12.6 | 7.3 |
| 316 | 600 | 13.3 | 7.4 | 14.2 | 8.2 |
| 427 | 800 | 13.7 | 7.6 | 15.7 | 9.1 |
| 538 | 1000 | 14.0 | 7.8 | 17.5 | 10.1 |
| 649 | 1200 | 14.8 | 8.2 | 19.0 | 11.0 |
| 760 | 1400 | 15.3 | 8.5 | 20.8 | 12.0 |
| 871 | 1600 | 15.8 | 8.8 | 22.8 | 13.2 |
| 927 | 1700 | 16.2 | 9.0 | – | – |
| 982 | 1800 | – | – | 25.3 | 14.6 |
| TEMPERATURE | 0.2% YIELD STRENGTH | ULTIMATE TENSILE STRENGTH | ELONGATION PERCENT | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| °F | °C | PSI | MPA | PSI | MPA | |
| 1920 | 1065 | 63,000 | 430 | 136,000 | 940 | 51.5 |
- Được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hoá chất, tiếp xúc với nước biển và chịu ứng suất cơ học cao
- Sử dụng trong sản xuất bể phân huỷ, bể tẩy trăng trong ngành công nghiệp giấy và bột giấy
- Bộ phận hâm nóng, vách ngăn đầu vào khí thải, quạt, máy khuấy, vách ngăn và ống khói trong hệ thống khử lưu huỳnh khí thải
- Dùng để chế tạo các thiết bị, linh kiện dùng trong môi trường khí axit
- Bình ngưng axit sulfuric
8. Khả năng hàn
Do tính dễ hàn, nên Inconel 625 được sử dụng trong lớp phủ mối hàn để cải thiện sức bền và chống ăn mòn của các kim loại cơ bản, như các chất có trong ống nồi hơi hoặc thiết bị hoá dầu như giếng khoan. Các loại vật liệu cơ bản rẻ hơn như hợp kim thép có thể được hàn với lớp hợp kim 625 ngay cả khi pha loãng với kỹ thuật đúng đắn, tạo ra sức mạnh cần thiết và bảo vệ chống lại sự ăn mòn của các bộ phận này.
Nó cũng được sử dụng trong nồi hơi thu năng lượng từ rác thải, nơi mà nhiên liệu từ rác thải được sử dụng để cấp điện cho máy phát hơi nước có nồi hơi lọc. Inconel 625 thay thế các vật liệu chịu nhiệt như gạch men để chống ăn mòn, chủ yếu như lớp vỏ bọc hàn và ống composite, làm giảm đáng kể chi phí bảo dưỡng trên vật liệu chịu lửa bị ăn mòn. Vào cuối những năm 1990, hợp kim này được xem như là hợp kim chống ăn mòn nhất trong điều kiện gây ra sự đốt chất thải.
9. Gia công chân không
N06625 so với N06626 - một trong những phương pháp chế tạo hợp kim 625 là qua quá trình hút Induction Melting (VIM), sử dụng một dòng điện mạnh để làm nóng các hợp kim trong chân không. Thông qua kiểm soát chặt chẽ quá trình tan chảy, các nhà SX có thể tạo ra một cấu trúc vi mô hơn với kích thước hạt tốt hơn. Inconel 625 đã trải qua quá trình này được gọi là 625 LCF (Low Cycle Fatigue) - nó có tính ổn định nhiệt tốt hơn và cải thiện khả năng chịu mệt mỏi cơ học