Както всички никелови сплави INCONEL, сплав 600 притежава изключителна корозионна устойчивост и редица други химични свойства, които го правят подходящ за използване в най-трудните и взискателни среди. Тази специална суперсплав е особено известна със своите механични характеристики, които я правят универсален избор за широк спектър от приложения.

В тази статия ще разгледаме подробно тези характеристики и как те се влияят от различните начини на обработка на сплав 600.

СИЛАТА, ПРОИЗТИЧАЩА ОТ КОМБИНАЦИЯТА

Основните компоненти на сплавта INCONEL 600 са никел (72%), хром (14–17%) и желязо (6–10%). Тази комбинация е ключът към нейната висока производителност и универсалност.

Процентът никел в сплав 600 е изчислен така, че да се възползва максимално от естествените свойства на никела – пластичност, здравина и корозионна устойчивост – без да се допусне пукнатини поради корозия. Това е често срещан проблем при аустенитните никел-хромови сплави в среди, съдържащи хлориди. Хромът подобрява окислителната устойчивост на сплав 600, а малкото, но значително количество желязо придава допълнителна здравина.

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

ЗДРАВИНА НА ОПЪН

Здравината на опън е ключова характеристика за приложения, подложени на високи натоварвания и налягания. Тя показва максималната стойност на напрежение, която материалът може да издържи без да се скъса при разтягане. Здравината на опън се изразява в хилядни паунда на квадратен инч (ksi). Номиналната здравина на опън на сплав 600 варира от 75 до 220 ksi. Това обаче зависи от редица фактори, като състоянието и формата на материала.

За да се постигне максимална здравина на опън от 220 ksi, сплав 600 трябва да премине през студена обработка, обикновено комбинирана с термична обработка.

ПРОТИВОПОКАЗАТЕЛНА ЗДРАВИНА

Друга важна характеристика е пределът на текучество. Докато здравината на опън измерва точката на скъсване под напрежение, пределът на текучество показва момента, в който материалът започва да се деформира постоянно и не може да възвърне първоначалната си форма и размер.

Сплав 600 често се рекристализира, 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 определено време и след това се охлажда. Този процес подобрява и корозионната устойчивост. В рекристализираната си форма, сплав 600 има умерен предел на текучество от 25-50 ksi. Този диапазон отново зависи от формата и състоянието на метала.

Подобно на здравината на опън, пределът на текучество значително се подобрява чрез студената обработка. Например тел от сплав 600 може да достигне предел на текучество от 150–210 ksi след студена щамповка и каляване с пружина.

УСТОЙЧИВОСТ НА УМОРА

Еластичността и пределът на текучество са два фактора, които влияят върху експлоатационния живот на компонентите и вероятността от внезапна или постепенно повреда. Устойчивостта на умора е също ключов аспект.

Устойчивостта на умора е максималното напрежение, което компонентата може да издържи при циклично натоварване, преди да настъпи молекулярна повреда. Тази повреда води до образуване на пукнатини, които накрая разрушават компонента.

Умората е особено рискова в корозионни среди и е лесно да се надцени броят на циклите, необходими за започване на процеса. Когато малък брой цикли премине преди материалът да започне да се пука и да се счупи, това се нарича умора с нисък брой цикли. Обикновено това е резултат от повтарящо се натоварване под предел на текучество. Много бързи цикли на колебаещо се напрежение водят до умора с висок брой цикли.

Въпреки че пределът на текучество и здравината на опън на INCONEL 600 са силно повлияни от обработката, устойчивостта на умора не се влияе от нея. Сплав 600 запазва стабилна устойчивост на умора при нисък брой цикли, независимо от размера на зърната (свързано с термичната обработка) и не се влияе от промяната на другите механични свойства. Единствената ситуация, в която животът на компонентата при умора се променя, е при умора с висок брой цикли.

УСТОЙЧИВОСТ НА УДАР

Устойчивостта на удар – способността да се устои на сблъсъци без напукване или деформация – е област, в която INCONEL 600 се отличава. Устойчивостта на удар се измерва в фут-либри, като сплав 600 осигурява устойчивост от 160-180 ft-lb за плочи с дебелина 13 мм.

Устойчивостта на удар на сплав 600 е впечатляваща по две причини. Първата е, че тази сплав е много лека – компонент направен от сплав 600 може да бъде до 40% по-лек от сравнима метална част. Втората причина е, че тази устойчивост остава стабилна при широк температурен диапазон. Докато металите обикновено стават чупливи при криогенни температури, това не важи за тази сплав.

РАБОТНА ТЕМПЕРАТУРА

Сплавта INCONEL 600 устоява на чупливост при екстремно ниски температури и показва същите качества при много високи температури, дори при продължително излагане. Това означава, че е особено устойчива на пълзене – тип деформация, при която метална част се деформира постепенно във времето преди да се счупи.

Струва си да се отбележи, че много ниските температури могат да повлияят на някои от свойствата на сплав 600. Например, тел от студено изтеглена сплав 600 показва намаляване на здравината на опън с 20% при криогенни температури. Въпреки това, както беше споменато по-горе, нейната ударна здравина остава практически непроменена.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Като се има предвид впечатляващият температурен диапазон, не е изненадващо, че сплавта INCONEL 600 често се избира за приложения в среди с високи температури. Нейните постоянни добри механични свойства и стабилно представяне означават, че компонент, направен от сплав 600, ще има по-дълъг експлоатационен живот и значително по-малка вероятност от катастрофални повреди. Това е сигурен и икономически изгоден избор в много ситуации.

Това е особено предимство в приложения, където условията са тежки и безопасността е критична, като химическата и петрохимическата промишленост. Сплав INCONEL 600 е и пионер в ядрената индустрия.

Накратко, сплавта INCONEL 600 е отличен изпълнител в широк диапазон от условия.

Ако желаете да научите повече за тази сплав и потенциалните ѝ приложения за вашия следващ проект, моля, свържете се с нас.