Το Incoloy 901 είναι ανικέλιο-σίδηρος-χρώμιο (Ni-Fe-Cr) κατακρήμνιση-σκληρυντικό υπερκράμαπου αναπτύχθηκε κυρίως για δομικές εφαρμογές σε υψηλές-θερμοκρασίες. Ανήκει στην επωνυμία "Incoloy"-μιας οικογένειας κραμάτων με βάση το νικέλιο-γνωστά για τον ισορροπημένο συνδυασμό αντοχής στη θερμότητα, μηχανική αντοχή και ικανότητα κατασκευής. Σε αντίθεση με ορισμένα υπερκράματα{5}}που κυριαρχούν στο νικέλιο, το Incoloy 901 αξιοποιεί υψηλότερη περιεκτικότητα σε σίδηρο για να μειώσει το κόστος του υλικού διατηρώντας παράλληλα κρίσιμη απόδοση: διατηρεί εξαιρετικήαντίσταση ερπυσμού(αντοχή στη σταδιακή παραμόρφωση υπό μακροχρόνια θερμότητα και καταπόνηση) καιαντοχή σε εφελκυσμόσε θερμοκρασίες έως περίπου 650 βαθμούς (1200 βαθμοί F). Ο μηχανισμός κατακρήμνισης-σκλήρυνσης-όπου σχηματίζονται μικροσκοπικά, σταθερά σωματίδια εντός της μικροδομής κατά τη διάρκεια της θερμικής επεξεργασίας-ενισχύει περαιτέρω την αντοχή του χωρίς να θυσιάζει υπερβολική ολκιμότητα. Αυτό το καθιστά προτιμώμενο υλικό για εξαρτήματα αεροδιαστημικής (π.χ. δίσκοι κινητήρα αεριοστροβίλου, πτερύγια), εξοπλισμό παραγωγής ενέργειας (π.χ. εξαρτήματα τουρμπίνας ατμού) και εξοπλισμό βιομηχανικών κλιβάνων, όπου η αξιόπιστη απόδοση σε σταθερές υψηλές θερμοκρασίες είναι απαραίτητη.
Η χημική σύνθεση του Incoloy 901 έχει σχεδιαστεί με ακρίβεια για να επιτύχει την απόδοση και τη σκληρυνσιμότητα σε υψηλές θερμοκρασίες, με τυπικά εύρη (σε ποσοστό βάρους, wt%) ως εξής:
Η σκληρότητα του Incoloy 901 είναιεπηρεάζεται έντονα από τη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας του, καθώς η θερμική επεξεργασία ελέγχει άμεσα τον σχηματισμό και την κατανομή των ιζημάτων ενίσχυσης. Ακολουθούν οι τυπικές τιμές σκληρότητας για τις τρεις πιο συνηθισμένες θερμικές-συνθήκες του, που μετρώνται με χρήση βιομηχανικών-τυπικών ζυγαριών (Rockwell C, HRC, Brinell, HB):
Λύση-Ανόπτηση
Σκληρότητα: ~25 – 30 HRC (ή ~240 – 280 HB)
Σε αυτή την κατάσταση, το κράμα θερμαίνεται σε περίπου 980-1040 βαθμούς (1800-1900 βαθμοί F) για να διαλυθούν τα υπάρχοντα ιζήματα, και στη συνέχεια σβήνεται γρήγορα (ψύχεται) για να παγιδευτούν τα στοιχεία κράματος σε ένα υπερκορεσμένο στερεό διάλυμα. Αυτή η κατάσταση μεγιστοποιεί την ολκιμότητα και την εργασιμότητα, καθιστώντας την ιδανική για διαδικασίες κατασκευής όπως σφυρηλάτηση, μηχανική κατεργασία ή κάμψη, αλλά προσφέρει μόνο μέτρια σκληρότητα.
Κατάσταση Ηλικίας
Σκληρότητα: ~38 – 42 HRC (ή ~360 – 400 HB)
Μετά την ανόπτηση του διαλύματος, το κράμα υφίσταται «γήρανση»-θέρμανση στους 700–760 βαθμούς (1290–1400 βαθμοί F) για 4–8 ώρες και στη συνέχεια ψύχεται αργά. Αυτή η διαδικασία πυροδοτεί το σχηματισμό λεπτών, ομοιόμορφα διασκορπισμένων ιζημάτων (κυρίως Ni3Ti και Ni3(Al,Ti)), τα οποία λειτουργούν ως εμπόδια στην κίνηση της εξάρθρωσης, αυξάνοντας δραστικά τη σκληρότητα και την υψηλή- αντοχή σε θερμοκρασία. Αυτή είναι η τυπική συνθήκη για τις εφαρμογές Incoloy 901 τελικής-χρήσης υψηλής-θερμοκρασίας.
Ψυχρή-Κατάσταση λειτουργίας
Σκληρότητα: ~32 – 36 HRC (ή ~300 – 340 HB)
Η ψυχρή κατεργασία (π.χ. έλαση, έλξη ή εξώθηση) χωρίς επακόλουθη γήρανση παραμορφώνει τη μικροδομή του κράματος, αυξάνοντας τη σκληρότητα και την αντοχή μέσω της «σκλήρυνσης εργασίας». Ωστόσο, αυτή η διαδικασία μειώνει την ολκιμότητα και μπορεί να θέσει σε κίνδυνο την αντίσταση ερπυσμού σε υψηλές θερμοκρασίες. Το κρύο-επεξεργασμένο Incoloy 901 σπάνια χρησιμοποιείται για κρίσιμα εξαρτήματα υψηλής- θερμοκρασίας, καθώς η παλαιωμένη κατάσταση προσφέρει ανώτερη απόδοση.
