Inconel 718: Superalliage de nickel-chrome-fer
Developed by International Nickel Company (INCO) in the late 1950s and now produced by Special Metals Corporation (SMC), Inconel 718 is a nickel-chromium-iron-based superalloy and a cornerstone material in aerospace, energy, and chemical processing due to its exceptional high-temperature strength, oxidation resistance, and corrosion performance.
Caractéristiques clés
Le renforcement à double phase ('' et ') offre une résistance à la traction ultime de 1400 MPa et une stabilité exceptionnelle de -253 à 704 degrés, ce qui en fait le choix optimisé par le coût . pour les applications critiques comme les disques de turbine en moteur à réaction et les composants nucléaires .
Composition chimique et métallurgie
Matrice de base: nickel (50-55%) avec chrome (17-21%) et fer (équilibre) pour le renforcement de la solution solide .
Hardonnage de la précipitation: le niobium (4.75-5.5%) et le molybdène (2.8-3.3%) Form '' phase (ni₃nb), la clé d'une haute résistance en dessous de 650 degrés . chrome fournit une résistance à l'oxydation .
L'aluminium (0.65-1.15%) et Titanium (0.65-1.15%) créent 'phase (ni₃ (al, ti)), renforçant davantage la matrice .
Propriétés physiques et mécaniques
Densité: 8,19 g / cm³|Plage de fusion: 1260–1336 degré|CTE (20–100 degré): 13,0 μm / m · degré
Condition personnelle standard (720 degrés × 8H + 620 degré × 8h):
Force de traction: 1 430 MPa|Force d'élasticité: 1 240 MPa|Allongement: 12%
Conserve ~ 1, 000 résistance à la traction MPA à 650 degrés (3 × plus haut que les aciers inoxydables) .
Traitement des défis et des solutions
- Travail chaud
Forgeant à 1120–1140 degrés avec une température de forge finale supérieure ou égale à 930 degrés pour éviter la fissuration en phase Δ .
Le roulement nécessite des réductions multi-passes et petites (60 à 80% de déformation totale) .
- Travail au froid
Indice de durcissement des travaux: 0,45; limiter les réductions de roulement à froid à<15% per pass.
Traitement de la solution intermédiaire (1065 degrés × 30min) pour soulager le stress .
Empestation de précision: Utilisez des matrices en carbure avec 8 à 12% de dégagement par rapport à l'épaisseur .
- Soudage
Soudage TIG pulsé avec AR + He (7: 3) Gas de blindage, préchauffer à 260–320 degré .
Le vieillissement direct post-Weld (720 degré × 8H) empêche la fissuration de la zone touchée par la chaleur (HAZ) .
Le soudage par faisceau d'électrons / laser atteint 90% + la résistance au métal parent .
Traitement thermique
- Traitement de la solution: 980 degrés ± 10 degrés (1h / 25 mm d'épaisseur), refroidissement rapide pour dissoudre '' / 'phases .
- Vieillissement intermédiaire: 720 degrés ± 10 degrés × 8h, refroidir à 50 degrés / h à 620 degrés pour la nucléation '' (~ particules de 20 nm) .
- Vieillissement final: 620 degrés ± 10 degrés × 8H (Air Cool); '' atteint 40–60 nm (15% + fraction de volume) .
- Note spéciale: Double vieillissement (650 degrés × 24h + 760 degré × 10h) améliore la vie de fluage de 30% mais réduit la force de la température ambiante .
Applications
- Aérospatial (65% d'utilisation mondiale)
Disques de turbine en moteur à réaction, bobines, combusteurs (service de 700 degrés) .
Chambres de poussée de fusée, boîtiers de turbopump, conduits de carburant .
- Énergie
Drives de tige de commande nucléaire, attaches de générateurs de vapeur (60- Service d'une année en eau à 400 degrés) .
Outils de trou de descente (environnements H₂s / Co₂; seuil de corrosion de contrainte critique: 689 MPa) .
- Industriel
Revêtements de réacteur chimique (<0.025 mm/year corrosion in 98% H₂SO₄).
CORES DE MOLLE D'INJECTION (2M + cycles, 8 × durée de vie vs . H13 Steel) .
Directives de traitement critique
- Usinage: Utilisez des outils en carbure à revêtement en diamant (30–50 m / min Vitesse de coupe, 0 . 05–0,1 mm / REV Feed).
- Pickling: 10% hno₃ + 2% hf (10–15 min immersion) .
- Stockage: Maintenir l'humidité<40% RH to avoid chloride-induced stress corrosion.
- Recyclage: ferraille séparée; Le nickel représente 60% + de la valeur des matériaux .
