Инконель

Инконель
Инконель
	металл серого цвета
Химический состав
	Ni 50-72 %; Cr 14-43 %; Fe 5-10 %; Mo до 8 %; Nb до 5 %; Al до 1,15 %;
Тип сплава
	Семейство аустенитных никель-хром базированных жаропрочных сплавов
Механические свойства
	Большая склонность к наклёпу,; плохо свариваются
Физические свойства
Коррозионная стойкость	высокая
Маркировка
	Inconel 600, Inconel 625, Inconel 690, Inconel 718, Инконель X-750, Inconel 751, Inconel 939
Аналоги
	Chronin 625, Altemp 625, Haynes 625, Nickelvac 625 и Nicrofer 6020
Применение
	Изготавливают элементы газотурбинных двигателей, компрессоры, химические аппараты, пароперегреватели. Как напыление для защиты химических аппаратов.
Торговые марки
	Inconel™

Инконель (англ. Inconel) — семейство^[1] аустенитных никель-хромовых жаропрочных сплавов. Зарегистрированный торговый знак компании Special Metals Corporation^[англ.]^[2]. Инконель обычно применяется в разнообразном оборудовании, работающем при высоких температурах или в химически агрессивных средах. Часто название сокращают до «Inco» (иногда «Iconel»). Поскольку название запатентовано, другие фирмы выпускают аналоги сплава с разнообразными названиями, так, для Inconel 625 аналогами являются: Chronin 625, Altemp 625, Haynes 625, Nickelvac 625 и Nicrofer 6020.^[3]

Свойства[править]

Сплавы Инконель стойки к окислению и коррозии. При нагреве Инконеля на его поверхности образуется тонкая устойчивая пассивирующая окисная плёнка, предохраняющая поверхность от дальнейшего разрушения. Инконель сохраняет прочность в широком промежутке температур, поэтому подходит для тех применений, для которых не подходят алюминий или сталь.

Механическая обработка[править]

Инконель сложен в обработке из-за склонности к наклёпу. Поэтому такие сплавы, как Инконель 718, обрабатывают глубоким, но медленным резанием с использованием твердосплавного инструмента. Такие сплавы, как Инконель серии 6**, наоборот, обрабатывают с малой глубиной съёма и скоростью порядка 40 м/мин.^{[источник не указан 1803 дня]}

Сварка[править]

Большинство сплавов Инконель плохо сваривается из-за растрескивания и микроструктурного разделения легирующих элементов, хотя есть сплавы, которые свариваются хорошо.

Сплавы из семейства Инконель[править]

Inconel 600
Inconel 625: кислотостойкий, хорошая свариваемость
Inconel 690: низкое содержание кобальта для атомной промышленности (для уменьшения образования кобальта-60)
Inconel 718: хорошая свариваемость
Inconel X-750
Inconel 751: повышенное содержания алюминия для повышения стойкости при высоких температурах
Inconel MA758: дисперсноупрочненный, повышенная жаропрочность ^[4]
Inconel 939: хорошая свариваемость

Химический состав сплавов[править]

Сплавы семейства сильно различаются по композициям, но во всех доминирует никель, второй элемент — хром.

Inconel	Элемент (масс %)
Inconel	Ni	Cr	Fe	Mo	Nb	Co	Mn	Cu	Al	Ti	Si	C	S	P	B
600^[5]	72,0	14,0-17,0	6,0-10,0				1,0	0,5			0,5	0,15	0,015
625^[6]	58,0	20,0-23,0	5,0	8,0-10,0	3,15-4,15	1,0	0,5		0,4	0,4	0,5	0,1	0,015	0,015
718^[7]	50,0-55,0	17,0-21,0	balance	2,8-3,3	4,75-5,5	1,0	0,35	0,2-0,8	0,65-1,15	0,3	0,35	0,08	0,015	0,015	0,006

В состав супер-сплава INCONEL MA758 входит также Y (в виде оксида иттрия):

Inconel	Элемент (масс %)
Inconel	Ni	Cr	Fe	Cu	Al	Ti	C	Zn	Y (в виде оксида иттрия)
MA758^[8]^[9]	62,7±0,4	29,5±0,4	0,8±0,06	4,6±0,09	0,3	0,5	0,05	2,03±0,07	0,5±0,03

Применение[править]

Инконель часто используется в экстремальных условиях — в газотурбинных двигателях, компрессорах, химических аппаратах, пароперегревателях. Инконель наносят как защитное покрытие аппаратов химической промышленности с помощью высокоскоростного газопламенного напыления. Об использовании инконеля в производстве своего автомобиля Nemesis объявила американская компания Trion Supercars.

Сплавы[править]

Инконель MA758[править]

Суперсплав MA758 на основе системы Ni-Cr-Fe получают механическим легированием^[10] дисперсными наночастицами оксида иттрия Y₂O₃.^[4]

Инконель 52, Инконель 52MSS[править]

Сплавы Inconel 52 и Inconel 52MSS на основе системы Ni-Cr-Fe используется в качестве сварочных материалов для сварки изделий из Inconel 690, а также разнородных соединений из сплавов семейства Inconel и Incoloy с углеродистыми, низколегированными и нержавеющими сталями. Позволяют получить высокопрочные соединения устойчивые к радиационной и химической коррозии ^[11]

Инконель 690[править]

Характеризуется превосходной устойчивостью к различным агрессивным средам и высоким температурам. Повышенное содержание хрома обеспечивает высокую стойкость к окисляющим кислотам (в особенности к азотной и плавиковой), солям, а также стойкость к сероводородной коррозии при высоких температурах. Кроме того, данный сплав устойчив к межкристаллитной коррозии и межкристаллитному коррозионному растрескиванию, обладает высокой радиационной стойкостью и устойчивостью к радиационной коррозии. Помимо высокой коррозионной стойкости этот сплав характеризуется жаропрочностью и идеальными технологическими характеристиками. Это делает его оптимальным материалом для производства теплообменных трубок парогенераторов реакторов АЭС ^[11].

Инконель 718[править]

Химический состав
Инконель 718
Элемент	%
Ni^[12]	52,50	<timeline> ImageSize = width:30 height:220 PlotArea = left:0 bottom:0 top:0 right:0 Period = from:0 till:100 TimeAxis = orientation:ver Define $dx1 = -6 Define $dy = -4 Colors = id:ni value:rgb(1, 0.7, 0.75) legend:52,5% id:cr value:rgb(0.7, 0.75, 1) legend:19% id:fe value:rgb(0.7, 1, 0.75) legend:18.86% id:nb value:rgb(1, 1, 0.5) legend:5.1% id:mo value:rgb(0.9, 0.7, 0.5) legend:3% id:oth value:rgb(0.5, 1, 0) legend:1,54% PlotData= from:0 till:52.5 shift: ($dx1, $dy) text:Ni color:ni from:52.5 till:71.5 shift: ($dx1, $dy) text:Cr color:cr from:71.5 till:90.36 shift: ($dx1, $dy) text:Fe color:fe from:90.36 till:95.46 shift: ($dx1, $dy) text:Nb color:nb from:95.46 till:98.46 shift: ($dx1, $dy) text:Mo color:mo from:98.46 till:100 shift: ($dx1, $dy) color:oth </timeline>
Cr	19,00
Mo	3,00
Al	0,50
Ti	0,90
Nb	5,10
C	<0,08
B	<0.06
Fe остальное	18,86

Жаропрочный сплав, предназначен для работы при температурах до 700 °C, один из наиболее распространённых сплавов семейства Инконель. Разработан и запатентован (патент США № 3046108 от 24.07.1962), автор Айзелштайн (Eiselstein)^[13]. В 1970-е годы в США на долю сплава Инконель 718 приходилось свыше 50 % валового выпуска промышленных жаропрочных сплавов.

Сплав вначале применялся как обшивочный материал для сверхзвуковых самолётов^[14]. Упрочнение сплава достигается за счёт медленного выделения интерметаллидного соединения никеля с титаном и ниобием. Сплав легко обрабатывется давлением и хорошо сваривается.

Сплав применяется для изготовления лопаток компрессора авиационных двигателей, а также других деталей^[15].

Обработка	t_исп., °C	Предел прочности σ_b, кГ/мм²	Предел текучести σ_0,2, кГ/мм²	Удлинение δ, %	Длительная прочность σ₁₀₀₀, кГ/мм²
Наклёп и старение при720 °C 8 ч.; охлаждение печи до 620 °C 10 ч.; охлаждение на воздухе	20 426 538 648	153 - - -	145 - - -	9,5 - - -	- 130 88 31
Нагрев до 950 °C и старение при 720 °C 8 ч.; охлаждение печи до 620 °C 10 ч.; охлаждение на воздухе	20 426 538 648	145 - - -	122 - - -	17,3 - - -	- 120 102 38
Нагрев до 1065 °C и старение при 720 °C 8 ч.; охлаждение печи до 620 °C 12 ч.; охлаждение на воздухе	20 426 538 648	143 - - -	124 - - -	20.5 - - -	- 112 95 53

Инконель X-750[править]

Химический состав
Инконель X-750
Элемент	%
Ni	73,0	<timeline> ImageSize = width:30 height:220 PlotArea = left:0 bottom:0 top:0 right:0 Period = from:0 till:100 TimeAxis = orientation:ver Define $dx1 = -6 Define $dy = -4 Colors = id:ni value:rgb(1, 0.7, 0.75) legend:73% id:cr value:rgb(0.7, 0.75, 1) legend:18% id:fe value:rgb(0.7, 1, 0.75) legend:6.8% id:oth value:rgb(0.5, 1, 0) legend:2.2% PlotData= from:0 till:73 shift: ($dx1, $dy) text:Ni color:ni from:73 till:91 shift: ($dx1, $dy) text:Cr color:cr from:91 till:97.8 shift: ($dx1, $dy) text:Fe color:fe from:97.8 till:100 shift: ($dx1, $dy) color:oth </timeline>
Cr	18,0
Fe	6,8
остальное	2,2

Жаропрочный сплав, предназначен для работы при температурах до 815 °C. Разработан в 1944 году Кларенсом Бибером и Уолтером Самптером в Хантингтоне (США)^[13]. Сплав применяется для создания износостойких коррозионно-стойких промышленных покрытий, изготовления лопаток компрессора авиационных двигателей, а также других деталей, например, пружин, работающих до 650 °C. ^[15]


	650 °C 100 часов	650 °C 1000 часов	815 °C 100 часов	815 °C 1000 часов	982 °C 100 часов	982 °C 1000 часов
Длительная прочность^[16]	552	469	179	110	24	-

См. также[править]

Примечания[править]

↑ Special Metals Corporation alloys overview (неопр.). Дата обращения: 6 октября 2020. Архивировано 1 декабря 2020 года.
↑ High-Performance Alloys Архивировано 8 декабря 2012 года., Special Metals Corporation
↑ Special Alloys Архивировано 5 июня 2009 года., Source 1 Alloys
↑ ^4,0 ^4,1 К.А. Ющенко, Ю.А. Семеренко, Е.Д. Табачникова, А.В. Подольский, Л.В. Скибина, С.Н. Смирнов, В.С. Савченко. Inconel MA758: новый наноструктурный суперсплав. Акустические и механические свойства в интервале температур 4,2—310 К // Металлофиз. новейшие технол. — 2013. — Т. 35, вып. 2. — С. 224-231.
↑ INCONEL 600 Архивная копия от 7 ноября 2017 на Wayback Machine, Special Metals Corporation
↑ INCONEL alloy 625 Архивировано 26 февраля 2009 года., Special Metals Corporation
↑ INCONEL alloy 718 Архивная копия от 17 мая 2017 на Wayback Machine, Special Metals Corporation
↑ INCONEL alloy MA758 Архивная копия от 21 сентября 2020 на Wayback Machine, Special Metals Corporation
↑ INCONEL alloy MA758 Архивная копия от 11 октября 2020 на Wayback Machine, Институт металлофизики им. Г.В.Курдюмова НАН Украины
↑ C. Suryanarayana. Mechanical alloying and milling // Progress in Materials Science. — 2001. — Т. 46. — С. 1-184.
↑ ^11,0 ^11,1 Ю.А. Семеренко, А.В. Мозговой, Л.В. Скибина, К.А. Ющенко, А.В. Звягинцева. Акустические свойства новых сплавов Inconel 52 и Inconel 52MSS в интервале температур 77—1200 К // Металлофиз. новейшие технол. — 2015. — Т. 37, вып. 12. — С. 1643-1652.
↑ Superalloys (неопр.). Дата обращения: 21 января 2013. Архивировано 8 января 2017 года.
↑ ^13,0 ^13,1 Decker, R. F. Evolution of Wrought Age-Hardenable Superalloys, The Journal of the Minerals, Metals and Materials Society, v. 58, № 9, 2006
↑ Ф.Ф. Химушин. Жаропрочные стали и сплавы. Москва, «Металлургия», 1969, стр. 488
↑ ^15,0 ^15,1 Ф.Ф. Химушин. Жаропрочные стали и сплавы. Москва, «Металлургия», 1969
↑ msm.cam.ac.uk

[1] Special Metals Corporation alloys overview (неопр.). Дата обращения: 6 октября 2020. Архивировано 1 декабря 2020 года.

[2] High-Performance Alloys Архивировано 8 декабря 2012 года., Special Metals Corporation

[3] Special Alloys Архивировано 5 июня 2009 года., Source 1 Alloys

[i758-4] 4,0 ^4,1 К.А. Ющенко, Ю.А. Семеренко, Е.Д. Табачникова, А.В. Подольский, Л.В. Скибина, С.Н. Смирнов, В.С. Савченко. Inconel MA758: новый наноструктурный суперсплав. Акустические и механические свойства в интервале температур 4,2—310 К // Металлофиз. новейшие технол. — 2013. — Т. 35, вып. 2. — С. 224-231.

[5] INCONEL 600 Архивная копия от 7 ноября 2017 на Wayback Machine, Special Metals Corporation

[6] INCONEL alloy 625 Архивировано 26 февраля 2009 года., Special Metals Corporation

[7] INCONEL alloy 718 Архивная копия от 17 мая 2017 на Wayback Machine, Special Metals Corporation

[8] INCONEL alloy MA758 Архивная копия от 21 сентября 2020 на Wayback Machine, Special Metals Corporation

[9] INCONEL alloy MA758 Архивная копия от 11 октября 2020 на Wayback Machine, Институт металлофизики им. Г.В.Курдюмова НАН Украины

[10] C. Suryanarayana. Mechanical alloying and milling // Progress in Materials Science. — 2001. — Т. 46. — С. 1-184.

[s1-11] 11,0 ^11,1 Ю.А. Семеренко, А.В. Мозговой, Л.В. Скибина, К.А. Ющенко, А.В. Звягинцева. Акустические свойства новых сплавов Inconel 52 и Inconel 52MSS в интервале температур 77—1200 К // Металлофиз. новейшие технол. — 2015. — Т. 37, вып. 12. — С. 1643-1652.

[12] Superalloys (неопр.). Дата обращения: 21 января 2013. Архивировано 8 января 2017 года.

[Decker_R.F.-13] 13,0 ^13,1 Decker, R. F. Evolution of Wrought Age-Hardenable Superalloys, The Journal of the Minerals, Metals and Materials Society, v. 58, № 9, 2006

[14] Ф.Ф. Химушин. Жаропрочные стали и сплавы. Москва, «Металлургия», 1969, стр. 488

[ReferenceA-15] 15,0 ^15,1 Ф.Ф. Химушин. Жаропрочные стали и сплавы. Москва, «Металлургия», 1969

[msm.cam.ac.uk-16] sm.cam.ac.uk

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]