Μηχανικές ιδιότητες υψηλής-Θερμοκρασίας του Incoloy 925

1. Βασικές μηχανικές ιδιότητες υψηλής- θερμοκρασίας

Συμπληρωματικές Σημειώσεις

Αντοχή κρούσης: Σε θερμοκρασίες έως 500 μοίρες, το Incoloy 925 διατηρεί την αντοχή σε εγκοπή Charpy V-Μεγαλύτερο ή ίσο με 40 J. Πέρα από τις 550 μοίρες, η σκληρότητα μειώνεται σταδιακά αλλά παραμένει επαρκής για τις περισσότερες δομικές εφαρμογές.

Δύναμη κόπωσης: Η υψηλή-ισχύς κόπωσης κύκλου στους 400 βαθμούς είναι περίπου350–400 MPa(107 κύκλοι), που είναι το 35–40% της αντοχής του σε θερμοκρασία δωματίου-σε εφελκυσμό-σημαντικά υψηλότερη από πολλά κράματα νικελίου που δεν είναι-κατακρήμνιση-σκληρυμένα.

Σε ερπυσμό και στρες-Αντοχή στη ρήξη: Αυτό το κράμα παρουσιάζει εξαιρετική αντίσταση ερπυσμού στους 550 μοίρες υπό τάση 300 MPa, με τάση ερπυσμού μικρότερη από 0,2% μετά από 10.000 ώρες. Η διάρκεια ζωής του σε θραύση-στις 600 μοίρες και τα 275 MPa υπερβαίνει τις 20.000 ώρες, καθιστώντας το κατάλληλο για μακροχρόνια{11}}υπηρεσία σε περιβάλλοντα υψηλής-θερμοκρασίας και υψηλής{13}}καταπόνησης.

2. Τάση αντοχής με αύξηση θερμοκρασίας

Θερμοκρασία Μικρότερη ή ίση με 500 βαθμούς: Η δύναμη παραμένει σχετικά σταθερή. Τα ιζήματα ′ και ′′ είναι θερμικά σταθερά σε αυτό το εύρος, κολλούν αποτελεσματικά τις εξαρθρώσεις και αντιστέκονται στην παραμόρφωση. Στους 500 βαθμούς, η ισχύς διαρροής του είναι ακόμα~70–80% της τιμής της θερμοκρασίας του δωματίου-, χωρίς ξαφνική πτώση.

Θερμοκρασία 500–600 βαθμούς: Η δύναμη αρχίζει να μειώνεται μέτρια. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η κινητικότητα των εξαρθρώσεων αυξάνεται και τα ιζήματα αρχίζουν να τραχύνονται ελαφρώς, μειώνοντας την ενδυνάμωσή τους. Ακόμα κι έτσι, στους 600 βαθμούς, η αντοχή διαρροής παραμένει~60–70% του επιπέδου θερμοκρασίας του δωματίου-, το οποίο είναι πολύ υψηλότερο από αυτό των κραμάτων που είναι ενισχυμένα με στερεά-διάλυμα- όπως το Incoloy 825.

Temperature >650 μοίρες: Εμφανίζεται μια πιο αισθητή πτώση αντοχής. Πέρα από τις 650 μοίρες, τα ιζήματα διαλύονται στη μήτρα και τα ιζήματα τραχύνονται γρήγορα. Αυτό οδηγεί σε σημαντική απώλεια αντοχής-στους 700 βαθμούς, η αντοχή διαρροής μπορεί να πέσει σε<40% of the room-temperature value, η οποία υπερβαίνει τη συνιστώμενη θερμοκρασία λειτουργίας του Incoloy 925.

3. Κρίσιμοι Παράγοντες που Επηρεάζουν την Απόδοση Υψηλής-Θερμοκρασίας

Ποιότητα Θερμικής Επεξεργασίας: Η υπερβολική γήρανση (υπερβολικά υψηλή θερμοκρασία γήρανσης ή παρατεταμένος χρόνος) προκαλεί τραχύτητα του ιζήματος, η οποία μειώνει τόσο τη θερμοκρασία δωματίου όσο και την αντοχή σε υψηλή- θερμοκρασία. Η βέλτιστη θερμική επεξεργασία είναιανόπτηση διαλύματος στους 980-1010 βαθμούς για 1-2 ώρες, ακολουθούμενη από παλαίωση στους 718 βαθμούς για 8 ώρες, ψύξη στους 621 βαθμούς με ρυθμό 55 μοίρες/ώρα και διατήρηση για άλλες 8 ώρες.

Ομοιομορφία μικροδομής: Ο διαχωρισμός των στοιχείων κράματος (π.χ. Ti, Al, Nb) κατά τη χύτευση ή τη σφυρηλάτηση μπορεί να οδηγήσει σε ανομοιόμορφη κατανομή του ιζήματος, με αποτέλεσμα εντοπισμένη απώλεια αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες.

Περιβαλλοντικές Επιδράσεις: Σε οξειδωτικά ή διαβρωτικά περιβάλλοντα υψηλής-θερμοκρασίας, ο σχηματισμός ενός πυκνού, προσκολλημένου φιλμ οξειδίου του Cr2O3 προστατεύει το κράμα από την επιφανειακή υποβάθμιση, η οποία διατηρεί έμμεσα τις μηχανικές του ιδιότητες αποτρέποντας την πρόωρη έναρξη ρωγμών.

4. Τυπικές εφαρμογές υψηλής- θερμοκρασίας

Εξαρτήματα οπών λαδιού και αερίου (κρεμάστρες σωλήνων, επένδυση βαλβίδων) που λειτουργούν στους 300–550 μοίρες

Συνδετήρες και δομικά μέρη αεροδιαστημικής μηχανής

Πτερύγια τουρμπίνας ατμού και εξαρτήματα λέβητα σε σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας

Εξοπλισμός χημικής επεξεργασίας που χειρίζεται διαβρωτικά υγρά υψηλής θερμοκρασίας

Περίληψη