当想到在严格应用中实现高性能的材料时,Inconel 材料的名称自然而然地浮现在脑海中。由于铬镍铁合金材料非常昂贵,因此用途有限。因此,与钢或铝相比,Inconel 材料通常不太熟悉。在本文中,我们将探讨这种独特镍合金的一些基础知识。
Inconel 材料是镍铬基高温合金。铬镍铁合金具有很高的耐腐蚀性、抗氧化性、高温强度和抗蠕变性。Inconel 能够承受高温和极强的腐蚀性环境。
“Inconel”一词是美国 Special Metals Corporation 的注册商标。1932 年,第一种 Inconel 合金诞生。
Inconel 材料的化学成分随等级而变化。由于这是一种镍合金,因此镍百分比更高。Inconel 合金材料中存在的其他元素是:
铬
铁
钴
钼
钛
铌
请参阅下面的表 1,其中提供了一些常见 Inconel 材料等级的化学成分元素的所有值均以质量 % 为单位提供
铬镍铁合金牌号 | 镍 (Ni) | 铬 (Cr) | 铁 (Fe) | 钼 (Mo) | 铌 (Nb) & 钽 (Ta) | 钴 (Co) | 锰 (Mn) | 铜 (Cu) | 铝 (Al) | 钛 (Ti) | 硅 (Si) | 碳 (C) | 硫 (S) | 磷 (P) | 硼 (B) |
600 | ≥72 | 14-17 | 6-10 | – | – | – | ≤1.0 | ≤0.5 | – | – | ≤0.5 | ≤0.15 | ≤0.015 | – | – |
617 | 44.2–61 | 20-24 | ≤3 | 8-10 | – | 10-15 | ≤0.5 | ≤0.5 | 0.8-1.5 | ≤0.6 | ≤0.5 | 0.05-0.15 | ≤0.015 | ≤0.015 | ≤0.006 |
625 | ≥58 | 20-23 | ≤5 | 8-10 | 3.15-4.15 | ≤1 | ≤0.5 | – | ≤0.4 | ≤0.4 | ≤0.5 | ≤0.1 | ≤0.015 | ≤0.015 | – |
690 | ≥58 | 27-31 | 7-11 | – | – | – | ≤0.5 | ≤0.5 | – | – | ≤0.5 | ≤0.05 | ≤0.015 | – | – |
核级 690 | ≥58 | 28-31 | 7-11 | – | – | ≤0.1 | ≤0.5 | ≤0.5 | – | – | ≤0.5 | ≤0.04 | ≤0.015 | – | – |
718 | 50–55 | 17-21 | 平衡 | 2.8-3.3 | 4.75-5.5 | ≤1.0 | ≤0.35 | ≤0.3 | 0.2-0.8 | 0.65-1.15 | ≤0.35 | ≤0.08 | ≤0.015 | ≤0.015 | ≤0.006 |
X-750 系列 | ≥70 | 14-17 | 5-9 | – | 0.7-1.2 | ≤1.0 | ≤1.0 | ≤0.5 | 0.4-1.0 | 2.25-2.75 | ≤0.5 | ≤0.08 | ≤0.01 | – | – |
表 1:铬镍铁合金的成分 Inconel 的特点是能够承受非常高的温度。铬镍铁合金即使在高温下也能保持出色的强度。加热时会形成厚而稳定的保护性氧化层,即使在高温下也能提供出色的耐腐蚀性。对于钢材料屈服于蠕变的极高温应用,Inconel 材料是理想的选择。 Inconel 材料具有多种等级,其成分和性能各不相同,专为特定应用而开发。常见的 Inconel 牌号如下: Inconel 188:广泛用于商用燃气轮机和航空航天应用。 Inconel 230:主要用于电力、航空航天、化学加工和工业加热行业。 Inconel 600:固溶体强化。 铬镍铁合金 601 Inconel 617:用于 ASME 锅炉和压力容器规范,用于高温核应用,例如熔盐反应堆。 Inconel 625: 耐酸性,良好的焊接性。 Inconel 690:用于核应用和低电阻率 铬镍铁合金 706 Inconel 713C:它是一种可沉淀硬化的镍铬基铸造合金。 Inconel 718:这种合金是 γ 双底毛强化合金,具有良好的焊接性。 Inconel X-750: 广泛用于燃气轮机部件、叶片、密封件和转子。 Inconel 751:增加铝含量,提高 1600 °F 范围内的断裂强度。 Inconel 792:添加增加铝含量,以改善高温耐腐蚀性能,特别适用于燃气轮机。 合金 825 铬镍铁合金 907 铬镍铁合金 909 Inconel 925:Inconel 925 是一种碳含量低的非稳定奥氏体不锈钢。 Inconel 939:强化 Gamma Prime 以提高可焊性。 INCONEL 合金被指定为 UNS N06625、Werkstoff 编号 2.4856 和 ISO NW6625。NACE MR-01-75 标准列出了铬镍铁合金材料。Inconel 材料产品以所有标准轧机形式制造,包括棒材、棒材、线材、线材、板材、片材、带材、型材、管材、管材和锻件。 Inconel 合金最广泛的应用是在航空航天工业中。航天飞机、火箭发动机、3D 打印技术等都使用 Inconel。核工业还使用许多不同的 Inconel 等级。Inconel 合金的其他用途包括: 喷气发动机 燃油喷嘴 发动机零部件 加力燃烧室环 (Afterburner Rings) 海水船舶应用 石油和天然气开采 工业加工 制药行业 Inconel 和 Monel 都以镍为主要元素。但是,这两种镍合金之间存在许多差异。Inconel 和 Monel 之间的主要区别如下表 2 所示:Inconel 材料的性能
Inconel 合金材料牌号
Inconel材料的应用
Inconel 与 Monel
表 2:蒙乃尔合金与铬镍铁合金参数 镍 铁合金 蒙乃尔 定义 Inconel 是一种镍铬基高温合金 蒙乃尔合金是镍铜基合金 最大镍含量 Inconel 基材中大约含有 72% 的镍。 蒙乃尔合金的成分中含有约 67% 的镍。 价格 Inconel 比 Monel 贵。 蒙乃尔合金比 Inconel 相对便宜。 高温耐腐蚀性 Inconel 在高温下具有优异的耐腐蚀性。 在较低温度下,蒙乃尔合金的耐腐蚀性因其成本低而受到青睐。 熔点范围 2500 至 2600 华氏度 2372 至 2462 华氏度 密度 每立方厘米 8.8 克 每立方厘米 8.22 克 硬度 难 相对柔和。 温度范围 最大温度范围为 2200 华氏度 最大温度范围为 1000 华氏度 强度 Inconel 的强度高于 Monel。 降低
一、英科乃尔:
UNS N06600、Alloy20、Alloy600、UNS N06601、Inconel601、Alloy601、UNS N06Alloy20、InconelAlloy20、AlloyAlloy20、Inconel690、Inconel718、InconelX-750
二、英科:
UNS NO8800、Incoloy800、Alloy800UNS NO8811、Incoloy800H、Alloy800H/800HT、UNS NO8825、Incoloy825、Alloy825
三、Carpenter20合金:
Alloy20cb-3、UNS NO8020
四、蒙乃尔:
Monel400NO4400Alloy400MonelK500NO5500
五、哈氏合金:
Hastelloy C-276、C-22、C-4、Hastelloy B、B-2、B-3、Hastelloy X、G、G2、G3、Hastelloy G30
六、固溶强化性铁镍基合金:
NS111、NS112、NS113、NS131、NS141、NS142、NS143
七、固溶强化型镍基合金:
NS311、NS312、NS313、NS314、NS315、NS321、NS322、NS331、NS332、NS333、NS334、
NS335、NS336、NS341
八、时效强化型镍基合金:
NS411
九、固溶强化型铁基合金:
GH1015、GH1035、GH1040、Alloy20、3J53十、时效硬化性铁基合金:
GH2018、GH2036、Alloy20、Alloy20、GH2132/SUH660、Alloy20、GH2136、GH2302
十一、固溶强化型镍基合金:
Alloy20、Alloy20、GH3044、GH3028
十二、时效硬化型镍基合金:
GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169
十三、奥氏体不锈钢:
904L(UNS N08904)、Nitronic60(S21800)、nitronic50(XM-19)/S20910、304L、316Ti、316N、316LN、316Mod、317L、317LN、309S、310S、304N
十四、复合式不锈钢:
SAF2205(F51)、SAF2507(F53)、S32760、254SMo(F44、DIN1.4529)、329J1(0Cr26Ni5Mo2)、SAF2506、0Cr17Mn13Mo2N(A4钢)
十五、沉淀硬化不锈钢
17-4PH(SUS630、S17400、0Cr17NiCu4Nb)、17-7PH(SUS631、0Cr17Ni7Al)、15-7Mo(SUS632、0Cr15Ni7Mo2Al)、15-5PH VAR(S15500、0Cr15Ni5Cu3Nb)
十六、其它:
可伐合金4J29 Kovar,Invar合金4J36 Invar合金、4J34,4J46,4J32,4J42