МЕХАНИЧНИ СВОЙСТВА НА INCONEL ALLOY 600

Както всички никелови сплави INCONEL, Аlloy 600 има изключителна устойчивост на корозия и редица други химични свойства, които я правят подходяща за използване в най-суровите и взискателни среди. Но тази конкретна суперсплав е особено известна със своите механични характеристики. Това я прави универсален избор за широк спектър от приложения.

В тази публикация ще разгледаме отблизо тези характеристики и как те се влияят от различните начини, по които Аlloy 600 може да бъде третирана.

СИЛА В КОМБИНАЦИЯ

Основните компоненти на INCONEL Аlloy 600 са никел (72%), хром (14–17%) и желязо (6–10%). Тази комбинация е ключът към неговата силна производителност и гъвкавост на приложение.

Съотношението на никел в Сплав 600 е изчислено, за да се възползваме максимално от вродените свойства на никела – пластичност, издръжливост и устойчивост на корозия – без да стават жертва на корозионно напукване под напрежение. Това е често срещан проблем за аустенитни никел-хромови сплави в среди, където присъства хлорид. Хромът повишава устойчивостта на Сплав 600 на окисление, докато малкото, но значително количество желязо му придава допълнителна здравина.

Това означава, че дори сред никеловите суперсплави INCONEL Сплав 600 показва отлична производителност в горещи, окисляващи и корозионни среди. В зависимост от употребата и обработката, може да се използва от криогенни температури до 1095°C.

ЯКОСТ НА ОПЪН

Якостта на опън е ключова характеристика за използване в приложения с високо напрежение и високо налягане. Отнася се до максималната стойност на напрежението, което материалът може да издържи, без да се счупи при разтягане. Якостта на опън се изразява в килофунди на квадратен инч (ksi). Номиналната якост на опън на INCONEL Сплав 600 варира от 75 до 220 ksi. Това обаче зависи от редица фактори, като състояние и форма.

За да се постигне максимална якост на опън от 220 ksi, Сплав 600 трябва да бъде подложена на тежка студена обработка, която обикновено се комбинира с термична обработка.

ГРАНИЦА НА ПРОВЛАЧВАНЕ

Друго важно свойство е границата на провлачване. Докато якостта на опън измерва точката, в която материалът се счупва при напрежение, границата на провлачване се отнася до точката, в която той започва да се деформира трайно и вече не може да възвърне първоначалната си форма и размер.

Сплав 600 често се отгрява, за да се намали твърдостта и да се улесни формоването. Това е процес, при който металът се нагрява до определена температура, задържа се там за определен период от време и след това се оставя да се охлади отново. Този процес също подобрява устойчивостта на корозия. В отгрята си форма Сплав 600 има умерена граница на провлачване от 25–50ksi. Отново този диапазон ще зависи от формата и състоянието на метала.

Както при якостта на опън обаче, границата на провлачване се подобрява значително при тежка студена обработка. Например, тел от Сплав 600 може да достигне граница на провлачване от 150–210 ksi след студено изтегляне и пружинно темпериране.

ЯКОСТ НА УМОРА

Якостта на опън и якостта на провлачване са два фактора, които трябва да се имат предвид, тъй като те влияят върху експлоатационния живот на компонента и дали има вероятност той да се повреди внезапно или постепенно. Якостта на умора е друго важно съображение.

Якостта на умора е максималното напрежение, което компонентът ще може да издържи, когато е подложен на циклично натоварване, преди да претърпи повреда на молекулярно ниво. Тази повреда води до напукване, което в крайна сметка счупва компонента.

Умората е особен риск в корозионни среди и е лесно да се надцени броят на циклите, необходими за стартиране на процеса. Когато измине сравнително малък брой цикли, преди материалът да започне да се напуква и след това да се повреди, това се нарича умора при нисък цикъл. Обикновено това е резултат от многократно прилагане на едно и също циклично напрежение под границата на провлачване на материала. Много бързи цикли на променлив стрес водят до умора с висок цикъл.

Въпреки че провлачването и якостта на опън на сплавта INCONEL 600 се влияят значително от нейната обработка, това не е случаят с умората. Alloy 600 продължава да показва постоянно добра якост на умора по отношение на умората при нисък цикъл, независимо от размера на зърното – което е свързано с термичната обработка – и не се влияе от промени в другите механични свойства. Единствената ситуация, в която животът на компонента при умора ще варира, е при умора при висок цикъл.

ЯКОСТ НА УДАР

Ударната якост – способността да се издържа на сблъсък без напукване или деформиране – е област, в която INCONEL Alloy 600 превъзхожда. Якостта на удар се измерва във фут-паунда, а Сплав 600 предлага якост от 160–180 ft-lb на 13 mm дебелина на плочата.

Силата на удар на Alloy 600 е особено впечатляваща по две причини. Едната е, че тази сплав е много лека – компонент, направен от Сплав 600, може да бъде до 40% по-лек от този, направен със сравним метал. Друго е, че тази якост остава стабилна в широк температурен диапазон. Докато металите обикновено стават крехки при криогенни температури, тук не е така.

РАБОТНА ТЕМПЕРАТУРА

INCONEL alloy 600 е устойчива на крехкост при силен студ, но също така показва същото качество при много високи температури, дори при продължително излагане. Това означава, че е особено устойчива на пълзене: вид повреда, при която метален компонент постепенно се деформира с течение на времето, преди да се повреди напълно.

Струва си да се отбележи, че много ниските температури могат да имат ефект върху някои от свойствата на Сплав 600. За да вземем един пример, прът от студено изтеглена Сплав 600 показва 20% намаление на якостта на опън, когато е подложен на криогенни температури. Въпреки това, както беше отбелязано по-горе, силата му на удар ще остане практически същата.

ПРИЛОЖЕНИЯ

С оглед на неговия впечатляващ диапазон на работна температура, не е изненада, че INCONEL Аlloy 600 често се избира за приложения във високотемпературни среди. Неговите постоянно добри механични свойства и стабилна производителност означават, че компонент, изработен от Сплав 600, ще има по-дълъг функционален живот и ще бъде много по-малко склонен към катастрофални повреди. Това е безопасен и рентабилен избор в много ситуации.

Това е особено предимство в приложения, където условията са тежки и безопасността е критична, като химическата и нефтохимическата промишленост. Сплавта INCONEL 600 също е непоколебима в ядрената индустрия.

В обобщение, INCONEL Аlloy 600 има страхотно универсално представяне в широк диапазон от условия. Ако искате да откриете повече за тази сплав и нейните потенциални приложения за следващия ви проект, просто се свържете с нас.