INCONEL Κράμα 600

Ορισμένα κράματα προσφέρουν τον τέλειο συνδυασμό αντοχής, αντοχής στη διάβρωση και εργασιμότητας, καθιστώντας τα ένα τυπικό υλικό σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Το κράμα INCONEL 600 είναι ένα τέτοιο θαυμάσιο προϊόν, αποδεικνύοντας μια δημοφιλή επιλογή.

Από όλα τα διαφορετικά κράματα, μεταφέρουμε εδώ στο HTpipe, ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα και ευπροσάρμοστα προϊόντα είναι το κράμα INCONEL 600. Και για καλό λόγο επίσης. Ο συνδυασμός υψηλής περιεκτικότητας σε νικέλιο, χρώμιο και σίδηρος σημαίνει ότι παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση σε μια σειρά από περιβάλλοντα, έχει καλή αντοχή σε κρούση και μπορεί να επεξεργαστεί και να συγκολληθεί με τυπικές μεθόδους.

Το κράμα INCONEL 600 είναι ένα πολύ ευέλικτο υλικό. Από τότε που κυκλοφόρησε τη δεκαετία του 1930, έχει αποδειχθεί δημοφιλής επιλογή για μια σειρά βιομηχανιών, συμπεριλαμβανομένης της χημικής επεξεργασίας, της αεροδιαστημικής και της πυρηνικής. Αυτό οφείλεται στην αντοχή του σε υψηλή θερμοκρασία και στην αντοχή του σε κάθε είδους διαβρωτικό περιβάλλον.

Αντοχή στη διάβρωση

Ένας από τους λόγους για τους οποίους το κράμα INCONEL 600 είναι ένα τυπικό υλικό σε πολλές διαφορετικές βιομηχανίες είναι η υψηλή αντοχή του στη διάβρωση. Η συμπερίληψη του χρωμίου (περίπου 14-17%) στη σύνθεση του κράματος του δίνει εξαιρετική αντοχή σε οξειδωτικές συνθήκες τόσο σε υψηλές θερμοκρασίες όσο και σε διαβρωτικά διαλύματα. Το χρώμιο δίνει επίσης στο υλικό αντοχή σε θειικές ενώσεις. Το υλικό έχει πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε νικέλιο, το οποίο συμβάλλει στην αντοχή του στη μείωση των περιβαλλόντων, καθώς και στα αλκαλικά διαλύματα.

Η υψηλή περιεκτικότητα σε νικέλιο έχει ένα άλλο πολύ αξιοσημείωτο όφελος για αυτό το συγκεκριμένο κράμα. Ένα κοινό πρόβλημα με τους ωστενιτικούς ανοξείδωτους χάλυβες χρωμίου-νικελίου είναι ότι αποτυγχάνουν λόγω πυρόλυσης λόγω διάβρωσης κατά τη διάβρωση όταν βρίσκονται σε περιβάλλον που περιέχει χλωρίδια, μεταξύ άλλων συνθηκών. Αυτοί οι παράγοντες μπορεί να περιλαμβάνουν στρες, νερό και διαλυμένο οξυγόνο.

Όταν η περιεκτικότητα σε νικέλιο των ωστενιτικών κραμάτων αυξάνεται, αυτή η τάση μειώνεται. Καθώς το INCONEL Alloy 600 έχει τουλάχιστον 72% περιεκτικότητα σε νικέλιο, είναι σχεδόν τελείως ανοσοποιημένο σε αυτήν την πυρόλυση-διάβρωση με ιόντα χλωριούχου. Υπάρχουν ακόμα ορισμένες καταστάσεις που μπορεί να προκαλέσουν ρωγμές λόγω διάβρωσης, όπως παρουσία καυστικών αλκαλίων υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής αντοχής, αλλά η σωστή θεραπεία ανακούφισης από το στρες πριν από τη χρήση μπορεί να βοηθήσει στην καταπολέμηση αυτού.

Το σπάσιμο από τη διάβρωση από το άγχος θα μπορούσε ακόμη να συμβεί σε περιπτώσεις όπου ο υδράργυρος υπάρχει σε υψηλότερες θερμοκρασίες, αλλά και πάλι υπάρχουν λύσεις σε αυτό το πρόβλημα που περιλαμβάνουν σωστές διαδικασίες ανακούφισης από το στρες. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι τόσο σημαντικό για τους μηχανικούς σχεδιασμού που επιλέγουν ένα υλικό για ένα βιομηχανικό έργο να γνωρίζουν σε ποια εξωτερικά στοιχεία και σε ποιες θερμοκρασίες θα εκτεθεί το κράμα, για να διασφαλιστεί ότι έχει υποστεί σωστή επεξεργασία για την τελική εφαρμογή του.

Μηχανικά χαρακτηριστικά

Εκτός από την αντοχή στη διάβρωση και άλλες χημικές ιδιότητες, το κράμα INCONEL 600 έχει μια καλή σειρά μηχανικών χαρακτηριστικών. Είναι δυνατό να αποκτήσετε ένα ευρύ φάσμα αντοχής, σκληρότητας και σκληρότητας, ανάλογα με τον τρόπο επεξεργασίας του υλικού.

Για παράδειγμα, στην ανοπτημένη του κατάσταση, το κράμα INCONEL 600 έχει μέτρια αντοχή απόδοσης 25-50 ksi (172-345 MPa) και επιμήκυνση 55 έως 35%. Η γνώση της ακριβούς προδιαγραφής απόδοσης είναι ένα σημαντικό ζήτημα στην επιλογή ενός υλικού για βιομηχανική χρήση. Η πραγματική ιδιότητα αντοχής απόδοσης εξαρτάται από την επεξεργασία, τη μορφή και την κατάσταση του κράματος, επομένως αυτές οι τιμές αποτελούν μόνο έναν οδηγό για τις τυπικές διαθέσιμες προδιαγραφές. Ωστόσο, εάν το κράμα είναι πολύ ψυχρό, οι τιμές ιδιοτήτων του μπορεί να είναι σημαντικά υψηλότερες. Η αντοχή απόδοσης του κράματος INCONEL 600 σε μορφή σύρματος (διαμέτρου 1,6-6,4 mm) που έχει υποστεί ψυχρή σχεδίαση και σκλήρυνση ελατηρίου μπορεί να δείξει αντοχή απόδοσης 150-210 ksi (1035-1450 MPa)

Ένα άλλο βασικό μηχανικό χαρακτηριστικό είναι η αντοχή εφελκυσμού του υλικού, η μέγιστη τάση που μπορεί να αντέξει ένα υλικό ενώ τεντώνεται πριν σπάσει. Η ονομαστική αντοχή εφελκυσμού σε θερμοκρασία δωματίου κυμαίνεται από 75-170 ksi (520-1170 MPa), αλλά και πάλι αυτό εξαρτάται από τη μορφή και την κατάσταση του υλικού που χρησιμοποιείται. Υπό τις ίδιες συνθήκες ψυχρής κατεργασίας και σε μορφή σύρματος όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η αντοχή εφελκυσμού μπορεί να φτάσει τα 170-220 ksi (1170-1520 MPa). Για τις υψηλότερες δυνατές τιμές, απαιτείται ψυχρή εργασία. Συνήθως συνδυάζεται και με θερμική επεξεργασία - την οποία εξετάζουμε λεπτομερέστερα παρακάτω.

Ενώ το κράμα 600 INCONEL είναι γνωστό για τις εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας και για τελικές χρήσεις, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε και το αποτέλεσμα των ψυχρότερων συνθηκών. Για παράδειγμα, οι εφελκυστικές ιδιότητες ψυχρής ράβδου σε κρυογονικές θερμοκρασίες δείχνουν μείωση 20%. Ωστόσο, δεν επηρεάζονται όλες οι μηχανικές ιδιότητες από ψυχρότερα περιβάλλοντα. Το κράμα INCONEL 600 έχει καλή αντοχή σε κρούση σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά διατηρεί σχεδόν όλη αυτή την αντοχή και σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. Δεν υπάρχει δύσκολη μετάβαση σε εύθραυστη με μειωμένη θερμοκρασία στις δοκιμές.

Η δύναμη κόπωσης είναι μια άλλη βασική μηχανική ιδιότητα που πρέπει να λάβετε υπόψη. Αυτή είναι η μέγιστη πίεση που μπορεί να αντέξει ένα υλικό υπό επαναλαμβανόμενο φορτίο. Οι προηγμένες δοκιμές επισημαίνουν ποιες μεταβλητές έχουν τη μεγαλύτερη επίδραση στην αντοχή κόπωσης του κράματος INCONEL 600. Οι διαφορετικές τιμές περιεκτικότητας σε άνθρακα και οι διάφορες ποσότητες θερμής / ψυχρής εργασίας δεν έχουν εμφανή επίδραση στη συμπεριφορά κυκλικής καταπόνησης, για παράδειγμα. Το μέγεθος κόκκου και οι μηχανικές ιδιότητες επηρεάζουν την αντοχή κόπωσης περιστρεφόμενης δέσμης υψηλής ταχύτητας, αλλά έχουν μικρή επίδραση στην αντοχή κόπωσης χαμηλού κύκλου.

Δεδομένης της υψηλής θερμοκρασίας, κρίσιμων λειτουργιών για τις οποίες χρησιμοποιείται το κράμα 600 INCONEL, η τιμή ερπυσμού του είναι ένας άλλος βασικός μηχανικός παράγοντας. Creep είναι η αργή και σταδιακή παραμόρφωση ενός αντικειμένου με την πάροδο του χρόνου. Οι διεξοδικές μηχανικές δοκιμές δείχνουν ότι το υλικό δεν αγκαλιάζεται μετά από μακρά έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό βοηθά την καταλληλότητά του για ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικών χρήσεων και εφαρμογών.

Βιομηχανικές εφαρμογές

Δεδομένου του πόσο ευπροσάρμοστο είναι αυτό το κράμα, το κράμα INCONEL 600 προσφέρεται για ένα ευρύ φάσμα διαφορετικών εφαρμογών, ιδιαίτερα εκείνων όπου οι θερμοκρασίες είναι σημαντικά αυξημένες. Αυτό περιλαμβάνει, για παράδειγμα, στα πεδία του φούρνου και της θερμικής επεξεργασίας για κουφώματα, κουτιά, σιγαστήρες, ζώνες συρμάτων, εστίες κυλίνδρων. Το κράμα έχει καλή απόδοση σε αυτές τις καταστάσεις χάρη στην προαναφερθείσα αντοχή του στην οξείδωση και στα στοιχεία που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα του κλιβάνου.

Το κράμα χρησιμοποιείται συνήθως σε δοχεία αζώτου Το νιτρίδισμα είναι μια θερμική επεξεργασία επιφανειακής σκλήρυνσης που εφαρμόζεται σε χάλυβα που λειτουργεί με διάλυση αζώτου στην επιφάνεια του μετάλλου χωρίς να διακινδυνεύει παραμόρφωση. Χρησιμοποιήθηκε από τις αρχές του 20ου αιώνα, όταν ο μεταλλουργός Adolph Machlet ανακάλυψε τη διαδικασία κατά λάθος το 1906. Το κράμα INCONEL 600 είναι χρήσιμο ως μέρος του συστήματος συγκράτησης, καθώς είναι ανθεκτικό στο άζωτο σε υψηλές θερμοκρασίες.

Ένας άλλος κλάδος όπου η ακεραιότητα και η απόδοση είναι υψίστης σημασίας, είναι το πυρηνικό πεδίο, όπου τα υλικά που χρησιμοποιούνται τίθενται σε ακραίες συνθήκες που περιλαμβάνουν θερμότητα, διαβρωτικά χημικά και υψηλή πίεση. Αυτό το τεχνικά προηγμένο κράμα έχει καταστεί πρότυπο υλικό κατασκευής, ιδιαίτερα στα συστήματα νερού των αντιδραστήρων. Αυτό οφείλεται στην αντοχή του στη διάβρωση από νερό υψηλής καθαρότητας και δεν υπάρχουν ενδείξεις ρωγμών χλωριούχου ιόντος-διάβρωσης κατά τη χρήση. Όταν το κράμα INCONEL 600 κατασκευάζεται για χρήση στον πυρηνικό τομέα, πρέπει να κατασκευαστεί με εξαιρετικά απαιτητικές προδιαγραφές και έχει τον δικό του χαρακτηρισμό, το κράμα 600T INCONEL.

Χρησιμοποιείται επίσης καλά στη χημική βιομηχανία, για πράγματα όπως πύργους φυσαλίδων, σωλήνες εξατμιστή, θερμαντήρες, φύλλα σωληνώσεων, φωτογραφίες, αράχνες σωλήνων καθόδου και άλλα. Λόγω της καλής αντοχής στη διάβρωση, είναι χρήσιμο για απολέπιση δίσκων για την κατασκευή θειικού νατρίου, καθώς και για εξοπλισμό χειρισμού του αβιετικού οξέος στην κατασκευή χαρτοπολτού.

Τέλος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην ηλεκτρονική βιομηχανία, για εξαρτήματα όπως αράχνες καθοδικών ακτίνων, πλέγματα θυρατρονίων, μέλη στήριξης σωλήνων και ελατήρια.

Θερμική επεξεργασία του κράματος

Το κράμα INCONEL 600 μπορεί να κατασκευαστεί τόσο από ζεστό όσο και από κρύο. Ενώ η κρύα εργασία σκληραίνει και ενισχύει το υλικό, συνδυάζοντας την ψυχρή εργασία με την καυτή εργασία, είναι δυνατό να παραχθούν διάφορες μηχανικές ιδιότητες.

Ο τύπος θερμικής επεξεργασίας που χρησιμοποιείται εξαρτάται από το τελικό αποτέλεσμα. Για παράδειγμα, μια ανόπτηση κατεργασίας περίπου 1010 ° C για 15 λεπτά θα δώσει ένα μαλακό υλικό με μια λεπτόκοκκη δομή, η οποία προτιμάται συχνά καθώς δίνει καλύτερη αντοχή στη διάβρωση και μεγαλύτερη αντοχή σε εφελκυσμό, κόπωση και κρούση. Ωστόσο, για μέγιστη αντοχή σε ερπυσμό και ρήξη, αντιμετωπίζεται καλύτερα στους 1090 ° C-1150 ° C για μία έως δύο ώρες, το οποίο διαλύει τα καρβίδια και δίνει αυξημένο μέγεθος κόκκων.

Αυτό είναι απλώς μια απόδειξη της ευελιξίας αυτού του κράματος, που δείχνει ότι μπορεί να προσαρμοστεί, μέσω της εξειδικευμένης κατασκευής, για να καλύψει τις ανάγκες ενός τόσο μεγάλου εύρους βιομηχανικών εφαρμογών.