Tiedätkö mikä materiaaliseos inconel706 on?
Inconel 706 (lyhennetty IN 706) on saostusvahvistettu Ni-Fe-Cr-pohjainen metalliseos. Sillä on kohtuullinen kemiallinen suhde, vähän metallurgisia vikoja, alhainen komponenttien erottelu, erinomainen käsittelyteho ja alhaiset kustannukset. Siksi sitä voidaan käyttää suurikokoisten ja erittäin suurikokoisten korkean lämpötilan seostuotteiden valmistukseen raskaan teollisuuden tarpeisiin. Lisäksi seoksella on korkea lujuus 700 asteessa ja hyvä hapettumisen- ja korroosionkestävyys laajalla lämpötila- ja keskialueella, joten sillä on suuri tekninen ja taloudellinen merkitys.
Turbiinimoottorien, kaasuturbiinien ja ydinteollisuuden nopean kehityksen myötä suurikokoisia korkean lämpötilan seostuotteita tarvitaan yhä enemmän. Tämä on aiheuttanut kaksi ongelmaa, joista toinen on suurikokoisten harkkojen elementtierottelu ja erilaisten metallurgisten vikojen hallinta, ja toinen sen käsittely- ja muovaustekniikka. Aiempien nikkelipohjaisten korkean lämpötilan metalliseosten, kuten IN 718:n, oli vaikea täyttää tätä vaatimusta. Siksi 1970-luvulla American International Nickel Company kehitti uudentyyppisen Ni-Fe-pohjaisen korkean lämpötilan metalliseoksen IN 706. Sen fysikaaliset perusominaisuudet on lueteltu taulukossa 1. Tätä seosta pidetään yhtenä lupaavimmista materiaaleista raskaan teollisuuden korkeiden lämpötilojen metalliseosten alalla. Tästä syystä Yhdysvalloissa pidettiin kansainvälinen konferenssi tästä metalliseoksesta vuonna 1994. On havaittavissa, että uusi nousu sen tutkimuksessa on muotoutumassa. Tätä materiaalia tutkitaan kuitenkin tällä hetkellä vähemmän Kiinassa. Tässä artikkelissa tarkastellaan tämän metalliseoksen uusimpia tutkimustuloksia ulkomailla.
2. Seosten koostumus ja faasimuunnos
Tämän lejeeringin koostumus on muuttunut hyvin vähän sen jälkeen, kun se luotiin 1970-luvulla, ja taulukossa 2 esitetään tämän seoksen vakiokoostumusalue. Syy siihen, miksi IN 706 -seos on ihmisten suosiossa, on se, että sillä on hyvät metallurgiset ominaisuudet ja prosessointiominaisuudet, jotka ovat suoraan erottamattomia koostumuksesta. IN 718 -seokseen verrattuna sen Nb- ja Ni-pitoisuus on pienempi. Mo-alkuaine poistettiin ja Ti-pitoisuutta lisättiin. Kaikki nämä koostumuksen muutokset vaikuttavat suoraan lejeeringin metallurgiaan, käsittelyyn ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Tästä syystä seoksen koostumusta on tutkittava.
Nb- ja Ti-elementit: Ne ovat tärkeimmät vahvistusvaiheen muodostavat elementit Taijinissa ja niillä on keskeinen rooli lejeeringin suorituskyvyssä. Testit ovat osoittaneet, että (Ti+Nb)-pitoisuus ja Ti/Nb-suhde on säädettävä kunnolla. Kun (Ti+Nb) kokonaismäärä kasvaa 3,99 %:sta 4,77 painoprosenttiin, lejeeringin kovuus ja lujuus kasvavat, ja myös kestävyys ja murtolujuus kasvavat. Kuitenkin, kun (Ti+Nb) kokonaismäärä ylittää 4,81 %, huoneenlämpötilan plastisuus laskee. Kestävä murtolujuus on myös heikentynyt, koska Ti/Nb-suhde on pieni, mikä vaikuttaa saostumien muotoon, kokoon ja jakautumiseen, mikä vaikuttaa suorituskykyyn. Tätä varten (Ti+Nb):n kokonaismäärää tulisi säätää noin 4,7 %:iin ja Ti/Nb-suhteen tulisi olla noin 0,68, jotta saavutetaan parempi kokonaissuorituskyky. Syy siihen, miksi IN 706 -lejeeringin Nb-pitoisuutta on vähennettävä, johtuu siitä, että se on vahvan kohdan esijännitystä muodostava elementti. Tämä perustuu siihen tosiasiaan, että pistepoikkeaman aiheuttaa Nb- ja Mo-rikas laves-vaihe.
Al-elementti: Se on yksi Ni3- (Al, Ti, Nb) -faasin (kutsutaan myös faasiksi) tärkeimmistä muodostavista alkuaineista. IN 706-seoksessa Al-pitoisuus on laskenut noin 0,2 % verrattuna IN 718:aan, ja sen tarkoituksena on parantaa koneistuksen suorituskykyä ja hitsaustehoa. Al-pitoisuuden väheneminen johtaa Y-vaiheen organisaatiorakenteen muutoksiin eri lämpökäsittelyjen aikana. Esimerkiksi kun Al-pitoisuus on alle {{10},2 %, kun seos on hieman vanhentunut, Y-rakenne on runkokeskeinen neliö, jota yleensä edustaa Y." dislokaatioiden este on voimakkaampi kuin kasvokeskeinen kuutio Y-faasi ja Kriittisen hiukkasen koko sateen aikana on pieni, joten huoneenlämpötilan lujuus on korkea.Seoksen Al-pitoisuuden kasvaessa kasvokeskeinen kuutio Y-rakenne tulee saostuneen faasin päärakenne. Tässä tapauksessa Y:n hilavakio ja tiivistys Rakenteen muuttuessa saostuneiden hiukkasten kriittinen koko kasvaa, mikä vähentää dislokaatioliikkeen estettä ja alentaa lujuutta. ovat osoittaneet, että Al-pitoisuus alueella 0,2 - 0,4 % on sopiva IN 706 -lejeeringille.
Si-elementti: Se vaikuttaa suoraan lave-vaiheeseen. Standardissa annettu Si-pitoisuus on alle {{0}},35 paino-%, mutta tämän alueen ylärajalla muodostuu laves-faasi. Tällä hetkellä raerajoille muodostuu usein lave-faasien verkosto, mikä johtaa siihen, että Charpyn iskunkestävyys heikkenee huomattavasti. Tästä syystä Si-pitoisuus tulisi säätää alle 0,1 %:n, mikä estää tehokkaasti lavefaasin muodostumisen.
C-elementti: C-elementin pitoisuus vaikuttaa materiaalin sitkeyteen ja työstökykyyn. Testit ovat osoittaneet, että kun C-pitoisuus laskee {{0}},03 %:sta 0,01 painoprosenttiin, Charpyn iskusitkeysarvo kasvaa [1]. C-pitoisuuden vähentäminen parantaa myös prosessoitavuutta vähentämällä karbidin muodostumista.
O- ja N-alkuaineet: Ne vaikuttavat suoraan seoksen valkoisten täplien muodostumiseen, koska valkoiset täplät ovat Nb:n ja Ti:n tyhjennettyjä alueita, ja nämä alueet rikastuvat aina suurella määrällä O- ja N-alkuaineita. Testit ovat osoittaneet, että O- ja N-pitoisuuksien vähentäminen vähentää valkoisten täplien muodostumista, mikä parantaa suorituskykyä alhaisen syklin väsymyksessä. Lisäksi O- ja N-pitoisuuden vähentäminen rajoittaa myös oksidi- ja nitridiepäpuhtausryhmien muodostumista. Näiden vaikutusten vähentämiseksi sen pitoisuuden tulisi olla alle 50 wt ppm.
IN 706 -lejeeringin tärkeimmät saostumisvaiheet on lueteltu taulukossa 3. Niiden siirtymälämpötila-aika-transformaatiomäärän suhdekäyrä on esitetty kuvassa 1. MC:n saostumisviiva liittyy materiaalin hehkutusprosessiin.
