Инконель 718: состав, характеристики и применение при литье

HDCMFG
22 ноября 2023 г.

Что такое Инконель 718?

Inconel 718 — это прочный суперсплав на основе никеля, известный своей высокой прочностью и коррозионной стойкостью в экстремальных условиях. Состоящий в основном из никеля, хрома, железа и других сплавов, он отлично подходит для различных сложных применений. Уникальный состав сплава в сочетании с точной термической обработкой способствует его выдающейся прочности, долговечности и стойкости к окислению и коррозии, что делает его предпочтительным материалом для критически важных компонентов в сложных условиях.

Число «718» в Inconel 718 означает, что

Число 718 в названии сплава Inconel 718 не отражает какие-либо качества или элементы сплава, как в кодах других материалов. Однако это не уникальный номер, который отличает его от других сплавов Инконель, а скорее часть серии номеров, определяющих сам сплав. Семейство сплавов Inconel представляет собой группу никель-хромовых суперсплавов, которые удовлетворяют эксплуатационным требованиям в отношении устойчивости к коррозии, высокой температурной стойкости, а также структурной прочности. Обозначение системы нумерации, включающей «718», на самом деле является обозначением или идентификатором конкретного молибденового состава, который участвовал в разработке и коммерциализации этого сплава. Incoloy 718 отличается своими свойствами на большой высоте, сжатием и ползучестью при температуре примерно до 1300 °F (700 °C) и успешно используется в газотурбинных двигателях, аэрокосмическом и нефтегазовом буровом оборудовании.

Химический состав Инконель 718

Свойства элементов компонента	Метрика	Английский
Алюминий, Ал	0,20 – 0,80 %	0,20 – 0,80 %
Бор, Б	<= 0,0060 %	<= 0,0060 %
Углерод, С	<= 0,080 %	<= 0,080 %
Хром, Кр	17 – 21 1ТП3Т	17 – 21 1ТП3Т
Кобальт, Ко	<= 1,0 %	<= 1,0 %
Медь, Cu	<= 0,30 %	<= 0,30 %
Железо, Fe	17%	17%
Марганец, Мн	<= 0,35 %	<= 0,35 %
Молибден, Мо	2,8 – 3,3 1ТР3Т	2,8 – 3,3 1ТР3Т
Никель, Ni	50 – 55 1ТР3Т	50 – 55 1ТР3Т
Ниобий, Nb (Колумбий, Cb)	4,75 – 5,5 %	4,75 – 5,5 %
Фосфор, Р	<= 0,015 %	<= 0,015 %
Кремний, Си	<= 0,35 %	<= 0,35 %
Сера, С	<= 0,015 %	<= 0,015 %
Титан, Ti	0,65 – 1,15 %	0,65 – 1,15 %

Влияние химического состава на свойства Инконеля 718

Inconel 718, выдающийся суперсплав на основе никеля, ценимый за свои исключительные механические свойства, а также способность противостоять высоким температурам и коррозии, по своей сути представляет собой тщательно сбалансированный состав химических веществ. Никель образует каркас сплава, который укрепляет его и делает устойчивым к коррозии, а хром усиливает его устойчивость к окислению. Ниобий и титан являются источниками упрочнения, образуя при термообработке выделения, обеспечивающие жесткость и стабильность. Прочность и сопротивление ползучести обеспечивает молибден, тогда как дисперсионное упрочнение обеспечивает алюминий. Железо, а также микроэлементы, такие как углерод, сера и кремний, влияют на свариваемость и коррозионные свойства. Взаимодействие между этими элементами является важным компонентом при разработке Inconel 718 для удовлетворения потребностей применения.

Физические свойства Инконель 718

Физические свойства	Метрика	Английский
Плотность	8,19 г/см3	0,296 фунта/дюйм³

Механические свойства Инконеля 718

Механические свойства	Метрика	Английский
Прочность на растяжение, максимальная	1100 МПа @Температура 650 °С	160000 фунтов на квадратный дюйм @Температура 1200 °F
Прочность на растяжение, максимальная	1375 МПа @Температура 23,0 °C	199400 фунтов на квадратный дюйм @Температура 73,4 °F
Прочность на растяжение, предел текучести	1100 МПа @ Штамм 0,200 %	160000 фунтов на квадратный дюйм @ Штамм 0,200 %
Прочность на растяжение, предел текучести	980 МПа @ Штамм 0,200 %, Температура 650 °С	142000 фунтов на квадратный дюйм @ Штамм 0,200 %, Температура 1200 °F
Относительное удлинение при разрыве	25%	25%
Относительное удлинение при разрыве	18 % @Температура 650 °С	18 % @Температура 1200 °F
Прочность на разрыв	593 МПа @Температура 649 °С, Время 3.60e+6 сек.	86000 фунтов на квадратный дюйм @Температура 1200 °F, Время 1000 час.
Прочность на разрыв	703 МПа @Температура 649 °С, Время 360000 сек.	102000 фунтов на квадратный дюйм @Температура 1200 °F, Время 100 час.

Электрические свойства Инконеля 718

Электрические свойства	Метрика	Английский
Удельное электрическое сопротивление	0,000125 Ом-см	0,000125 Ом-см
Магнитная проницаемость	1.0011	1.0011
Температура Кюри	-112 °С	-170 °Ф

Термические свойства Инконеля 718

Тепловые свойства	Метрика	Английский
КТР, линейный	13,0 мкм/м-°C при температуре 20,0 – 100 °C	7,22 мкдюйм/дюйм-°F при температуре 68,0 – 212 °F
Удельная теплоемкость	0,435 Дж/г-°С	0,104 БТЕ/фунт-°F
Теплопроводность	11,4 Вт/мК	79,1 БТЕ-дюйм/час-фут²-°F
Температура плавления	1260 – 1336 °С	2300 – 2437 °F
Солидус	1260 °С	2300 °Ф
Ликвидус	1336 °С	2437 °Ф

Общее применение Inconel 718

Inconel 718 находит широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своим исключительным свойствам. Обычное применение включает компоненты аэрокосмической промышленности, промышленное оборудование и приложения, требующие высокопрочных, устойчивых к коррозии материалов. Универсальность делает его идеальным выбором в ситуациях, когда надежность и долговечность имеют первостепенное значение, например, при производстве газотурбинных двигателей, ракетных двигателей и компонентов, подвергающихся воздействию экстремальных температур и суровых условий окружающей среды.

Преимущества использования Inconel 718 при литье по выплавляемым моделям

Использование Inconel 718 при литье по выплавляемым моделям дает ряд существенных преимуществ:

Высокая температура и коррозионная стойкость:
- Сохраняет прочность при экстремальных температурах и демонстрирует исключительную коррозионную стойкость.
Впечатляющие механические свойства:
- Обладает высоким пределом прочности и текучести, обеспечивая надежную работу.
Прочность и долговечность:
- Компоненты обеспечивают длительный срок службы, повышая общую надежность оборудования.
Сопротивление усталости и ползучести:
- Обладает устойчивостью к усталости и деформации ползучести, обеспечивая длительную стабильность.
Простота формовки и обработки:
- Облегчает создание сложных компонентов в процессе литья по выплавляемым моделям.
Широкий диапазон настройки:
- Позволяет производить компоненты, изготовленные по индивидуальному заказу с учетом конкретных потребностей.

Подводя итог, можно сказать, что использование Inconel 718 в литье по выплавляемым моделям обеспечивает универсальное, долговечное и надежное решение для изготовления критически важных компонентов в различных отраслях промышленности.

Проблемы использования Inconel 718 в литье по выплавляемым моделям

Высокая температура плавления: Требует специального оборудования и высоких энергетических требований.
Текучесть и заполнение формы: Инконель 718 имеет плохую текучесть, что требует тщательного проектирования формы для правильного заполнения.
Термические напряжения: Подверженность термическим напряжениям может привести к растрескиванию во время литья.
Окисление и обезуглероживание: Склонен к окислению и обезуглероживанию, что требует использования специальной атмосферы или покрытий.
Контроль размера зерна: Точный контроль скорости охлаждения и параметров затвердевания имеет решающее значение для желаемой микроструктуры.
Чистота поверхности и пористость: Добиться гладкой поверхности сложно из-за высокой вязкости; и подверженность газовой пористости.
Термическая обработка после литья: Требует тщательного контроля во избежание дополнительных напряжений или искажений.
Соображения стоимости: Inconel 718 — это сплав премиум-класса, влияющий на общую экономическую целесообразность.

Несмотря на эти проблемы, исключительные свойства Inconel 718 часто делают его предпочтительным выбором для конкретных применений, что требует тщательного баланса опыта и ресурсов для успешного использования.

Inconel 718 по сравнению с Inconel 625 при литье по выплавляемым моделям

Inconel 718 и Inconel 625 при сравнении в области литья по выплавляемым моделям демонстрируют различные характеристики. Inconel 718 с более высоким содержанием никеля обладает превосходной прочностью и термостойкостью, что делает его лучшим выбором для аэрокосмического и промышленного применения, но по более высокой цене. Напротив, Inconel 625, известный своей исключительной коррозионной стойкостью, находит свою нишу в химической и морской промышленности, предлагая экономически эффективное решение. Выбор между ними зависит от конкретных требований применения, бюджетных соображений и желаемого баланса между термостойкостью, механической прочностью и коррозионной стойкостью, что помогает производителям оптимально выбирать материалы для литья по выплавляемым моделям.

Учет затрат при изготовлении индивидуальных отливок из Inconel 718

Стоимость материала: Инконель 718 — сплав премиум-класса с высокой стоимостью материала.
Специализированное оборудование: Высокая температура плавления требует дорогостоящего специализированного оборудования.
Энергетические требования: Процесс литья требует повышенных энергозатрат.
Пост-литьевые процессы: Термическая обработка для достижения оптимальных свойств увеличивает затраты.
Сложность процесса: Сложная конструкция пресс-формы и точное управление увеличивают трудозатраты и эксплуатационные затраты.
Отходы и лом: Проблемы при литье могут привести к увеличению количества отходов, что повлияет на экономическую эффективность.
Гарантия качества: Строгие процессы тестирования и контроля увеличивают производственные затраты.
Оснастка и техническое обслуживание:абразивная природа может увеличить износ инструментов, что требует регулярного обслуживания.

Тщательное рассмотрение этих факторов имеет важное значение для определения экономической целесообразности литья по выплавляемым моделям Inconel 718, балансируя его эксплуатационные преимущества с соответствующими затратами.

инконель 718, литье по выплавляемым моделям 7

Изготовленные на заказ детали для литья под давлением Inconel 718

При поиске индивидуальных деталей для литья по выплавляемым моделям из Inconel 718 у производителей крайне важно изучить авторитетные компании с подтвержденным опытом работы с Inconel 718. Оцените их возможности, убедившись, что они соответствуют вашим конкретным требованиям к конструкции и размерам. Проверьте приверженность производителя обеспечению качества, прослеживаемости материалов и соблюдению отраслевых стандартов. Обсудите сроки выполнения, получите подробные сметы расходов и установите четкие каналы связи для совместного производства. Кроме того, узнайте о послепродажной поддержке и гарантийных политиках. Этот комплексный подход обеспечивает надежное производство индивидуальных деталей из Inconel 718 для вашего конкретного применения.