Inconel 601 vs 600: محتوای آلومینیوم و مقاومت در برابر اکسیداسیون در دماهای بالاتر از 1000 درجه

اگر آلیاژ نیکل را برای کوره، لوله تابشی، یا تجهیزات پردازش حرارتی{0}} که گرمتر از 1000 درجه است، مشخص می‌کنید، تقریباً مطمئناً فهرست نهایی خود را محدود کرده‌اید.اینکونل 600 و اینکونل 601. روی کاغذ شبیه خواهر و برادر به نظر می‌رسند - هر دو آلیاژهای محلول نیکل-کروم{3}}آهن جامد- هستند، هر دو به خوبی جوش می‌شوند و هر دو با مشخصات صفحه ASTM یکسان پوشیده شده‌اند. با این حال، در بالای 1000 درجه، رفتار آنها به شدت متفاوت است و انتخاب اشتباه می تواند عمر قطعه را بیش از نصف کاهش دهد.

تنها مهم ترین تفاوت این استآلومینیوم. اینکونل 601 عمدا حاوی1.0-1.7٪ آلومینیوم; اینکونل 600 اساساً هیچ کدام را ندارد (فقط آثار باقیمانده، معمولاً کمتر از 0.35٪). این یک تصمیم آلیاژی، شیمی مقیاس اکسید محافظ را تغییر می دهد، و مقیاس اکسید چیزی است که تعیین می کند که آیا جزء شما در 1100 درجه، 1200 درجه یا بیشتر زنده بماند.

این مقاله به زبان ساده توضیح می‌دهد که چرا آلومینیوم در دماهای شدید اهمیت زیادی دارد. یاد خواهید گرفت:

1. مقایسه کامل شیمیایی و فیزیکی بین Inconel 600 (UNS N06600) و Inconel 601 (UNS N06601)
2. متالورژی اینکه چرا مقیاس اکسید آلومینیوم اصلاح شده 601 تا 1250 درجه مقاومت می کند در حالی که مقیاس کرومیای 600 در بالای 1000 درجه مقاومت می کند
3. چگونه اکسیداسیون حلقوی، کربوریزاسیون، و قدرت دمای بالا بین این دو متفاوت است
4. وقتی اینکونل 600 هنوز انتخاب هوشمندانه‌تر (و ارزان‌تر) است
5. یک پرسش متداول 16-سوال، یک واژه نامه، مراجع استاندارد، و آماده-الصاق-طرح JSON-LD برای CMS شما

کدام آلیاژ بالاتر از 1000 درجه برنده می شود: اینکونل 601 یا اینکونل 600؟

Inconel 601 برنده واضح بالای 1000 درجه است.افزودن آلومینیوم 1.0 تا 1.7 درصد آن یک مقیاس اکسید متراکم و محکم می‌چسبد که از فلز در طول چرخه‌های گرمایش و سرمایش مکرر تا حدوداً محافظت می‌کند.1250 درجه (2280 درجه فارنهایت). اینکونل 600، بدون آلومینیوم عمدی، معمولاً برای مقاومت در برابر اکسیداسیون قابل اعتماد فقط تا حدودی درجه بندی می شود.1093 درجه (2000 درجه فارنهایت)و مقیاس محافظ آن در سرویس چرخه ای نزدیک به آن حد، سریعتر رشد می کند و راحت تر می پاشد.

چرا چنین مقدار کمی آلومینیوم - به سختی 1.4 درصد از آلیاژ وزنی - چنین تفاوت زیادی ایجاد می کند؟ پاسخ در این است که چگونه این دو آلیاژ "زره" محافظ خود را در دما می سازند:

• اینکونل 600به کروم 14 تا 17 درصد خود متکی است تا یک کروم-اکسید (Cr2O3 یا "کرومیا") را تشکیل دهد. کرومیا تا حدود 1000 درجه یک مانع عالی است، اما با گذشت زمان ضخیم‌تر می‌شود، تحت چرخه حرارتی از نظر مکانیکی ناپایدار می‌شود و بالاتر از حدود 1000 درجه می‌تواند به آرامی به عنوان گونه‌های اکسید کروم فرار شروع به تبخیر کند.
• اینکونل 601محتوای کروم بالاتر (21-25٪) را با آلومینیوم ترکیب می کند. آلومینیوم یک لایه نازک‌تر و آهسته‌تر-در حال رشد را با لایه‌ای از آلومینیوم داخلی متراکم-اکسید (Al2O3) ایجاد می‌کند که مقیاس را به فلز متصل می‌کند. نتیجه سدی است که حتی زمانی که قطعه به طور مکرر از 1200 درجه به دمای اتاق چرخانده می شود، در برابر پوسته شدن مقاومت می کند.

یک تشبیه مفید: مقیاس Inconel 600 مانند رنگ عمل می کند که در نهایت با انبساط و انقباض دیوار می ترکد و پوسته پوسته می شود. ترازو Inconel 601 مانند یک پوشش سرامیکی که به خود دیوار چسبانده شده است عمل می کند. هر دو از - "محافظت می کنند" اما تنها یکی از آنها چندین دهه از چرخه حرارتی دوام می آورد.

اینکونل 600 و اینکونل 601 چیست؟

اینکونل 600 آلیاژی{1}}نیکل بالا (بیشتر یا مساوی 72%)، کروم-آلیاژ آهن است که برای مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت حرارتی قابل اعتماد تا حدود 1093 درجه ساخته شده است، در حالی که اینکونل 601 نسل{6}}آلومینیوم{6}}افزایش یافته آن است که به طور خاص برای مقاومت در برابر اکسیداسیون{7}درجه 5 تا شدید ساخته شده است. .هر دو آلیاژهای جامد-محلول هستند، به این معنی که با عناصر حل شده در ماتریس نیکل به جای عملیات حرارتی - تقویت می‌شوند، بنابراین خواص آنها در طول عمر طولانی پایدار و قابل پیش‌بینی است.

Inconel 600 (UNS N06600)یک آلیاژ آهن نیکل-کروم- است که حداقل 72 درصد نیکل، 14 تا 17 درصد کروم و 6 تا 10 درصد آهن دارد. این ترکیبی از مقاومت قوی در برابر تنش کلرید-ترک خوردگی و قلیاهای سوزاننده با مقاومت اکسیداسیون قابل اطمینان تا حدود 1093 درجه است که آن را به یک انتخاب طولانی{10}برای تجهیزات کارخانه‌های شیمیایی و کوره تبدیل می‌کند.

Inconel 601 (UNS N06601)یک آلیاژ آهن نیکل-کروم- با افزودن آلومینیوم (1.0-1.7٪) و کروم بالا (21-25٪) است. این به طور خاص برای مقاومت فوق العاده در برابر اکسیداسیون و پوسته پوسته شدن در دماهای تقریباً 1250 درجه، بعلاوه مقاومت در برابر کربناتاسیون خوب در اتمسفرهای گرما- طراحی شده است.

رابطه خانوادگی مهم است: 601 به طور گسترده در ادبیات تامین کننده به عنوان یک نسخه بهینه شده و سخت شده حرارتی از 600 - همان فلسفه متالورژی، که برای کارهای داغتر ارتقا یافته است، توصیف شده است.

محتوای آلومینیوم بین Inconel 601 و Inconel 600 چگونه متفاوت است؟

Inconel 601 حاوی 1.0-1.7٪ آلومینیوم مشخص شده (اسمی ~1.4٪) است. Inconel 600 اصلاً حاوی آلومینیوم مشخصی نیست - فقط آثار باقیمانده نامشخص معمولاً زیر 0.35%.آلومینیوم مهمترین تفاوت ترکیبی بین این دو آلیاژ است و با اختلاف دوم - 601 کروم بالاتر - برای تغییر کامل شیمی مقیاس اکسید- کار می کند.

جدول زیر ترکیبات مشخص شده را با هم مقایسه می کند (بر اساس مشخصات صفحه ASTM B168 و برگه های اطلاعات تولید کننده به طور گسترده منتشر شده):

سه تضاد فیزیکی-مستقیماً از این شیمی ناشی می‌شوند:

به این الگو توجه کنید: 601 مقداری نیکل را با کروم و آلومینیوم معامله می کند. این معامله در ازای رفتار مقیاس درجه حرارت بالا به طرز چشمگیری بهتر از مقاومت فلزات سوزاننده{3}}بی همتای 600 است (که بعداً بحث شد). این یک تبادل مهندسی عمدی است، نه یک نقص.

چرا آلومینیوم مقاومت در برابر اکسیداسیون را در بالای 1000 درجه بهبود می بخشد؟

آلومینیوم یک لایه نازک، متراکم و آهسته-آلومینیوم در حال رشد-اکسید (Al2O3) (Al2O3) را در رابط مقیاس فلزی- تشکیل می‌دهد که مانند پرچ‌هایی عمل می‌کند که مقیاس محافظ را در جای خود نگه می‌دارد، که هم ضخیم شدن و هم پوسته شدن پوسته را در دماهایی که مقیاس غیرقابل تحمل‌تر از پوسته‌ها است، سرکوب می‌کند.این دلیل اصلی متالورژیکی اینکونل 601 نسبت به 600 بالای 1000 درجه است.

این مکانیسم مرحله به مرحله است:

هر دو آلیاژ به یک شکل شروع می شوند.هنگامی که در هوا گرم می شود، کروم موجود در آلیاژ با اکسیژن واکنش می دهد و مقیاسی از اکسید کروم را تشکیل می دهد (Cr2O3، کروم). این فیلم سرامیکی نازک زره آلیاژ است: اکسیژن باید از طریق آن پخش شود تا به فلز زیر آن حمله کند.

در Inconel 600، مقیاس فقط کرومیا است.Chromia به خوبی از - محافظت می کند، اما با بالا رفتن دما از 1000 درجه، دو نقطه ضعف دارد. اول، اتم‌های اکسیژن و کروم همچنان در آن پخش می‌شوند، بنابراین مقیاس به تدریج ضخیم‌تر می‌شود و مقیاس ضخیم‌تر انرژی گرمایی- بیشتری را ذخیره می‌کند. دوم، کرومیا دارای انبساط حرارتی متفاوتی نسبت به آلیاژ نیکل در زیر است، بنابراین هر چرخه حرارت-بالا/سرد شدن-پایین، پیوند بین فلز و مقیاس را ضعیف می‌کند.

در اینکونل 601، آلومینیوم معماری را تغییر می دهد.آلومینیوم 1.0-1.7٪ ترجیحاً در پایه مقیاس اکسید می شود و یک لایه داخلی پیوسته از Al2O3 را تشکیل می دهد. اکسید آلومینیوم از نظر ترمودینامیکی پایدارتر از کرومیا است، به مراتب کندتر رشد می کند و یک مانع اکسیژن برجسته است. همچنین مقیاس غنی از کروم{4}}پوشاننده را مانند لایه ای از لنگرها به فلز متصل می کند.

نتیجه: ترازو نازک تری که چسبیده می ماند.از آنجا که لایه Al2O3 منبع اکسیژن را مسدود می کند، کل مقیاس کندتر رشد می کند. از آنجایی که نازک تر است و لنگر بهتری دارد، بدون پوسته پوسته شدن از چرخه حرارتی دوام می آورد. در هر چرخه، یک ترازو 600 پاره شده باید دوباره رشد کند - با مصرف کروم و فلز تازه هر بار - در حالی که مقیاس 601 تا حد زیادی در جای خود باقی می ماند.

اصطلاح فنی برای پوسته پوسته شدن مقیاس استپوسته پوسته شدن. یک مقیاس پوسته پوسته شده، فلز لخت را در معرض دمای کامل کوره قرار می دهد و اکسیداسیون از صفر دوباره شروع می شود. پوسته شدن مکرر رایج ترین دلیلی است که اجزای کوره 1000 درجه + ساخته شده از آلیاژهای حاشیه ای زود از کار می افتند.

چه اتفاقی برای مقیاس اکسید اینکونل 600 در بالای 1000 درجه می افتد؟

بالاتر از تقریباً 1000 درجه، مقیاس کرومیای Inconel 600 با دو تهدید شتاب‌دهنده - رشد سریع‌تر (ضخیم‌تر، تراک‌تر-مقیاس مستعد ترک) و کاهش تدریجی کروم - مواجه است که هر دو مانع محافظ را نازک می‌کنند و نرخ فلز را افزایش می‌دهند{0}.آلیاژ به طور ناگهانی در 1001 درجه شکست نمی خورد. بلکه سرعت تخریب آن تسریع می شود و حاشیه ایمنی آن کاهش می یابد.

سه عامل شکست غالب هستند:

انتشار سریعتراکسیداسیون انتشار{0}}کنترل می شود: به ازای هر 100 درجه اضافی، تحرک اتم در مقیاس به طور چشمگیری افزایش می یابد. بنابراین مقیاس کرومیای 600 در 1100 درجه سریعتر از 1000 درجه ضخیم می شود.

اسپلاسیون زیر دوچرخه سواریاز آنجایی که کرومیا در هنگام خنک شدن با آلیاژ زیرین منقبض می شود، تنش انباشته شده در نهایت باعث ترک خوردگی و کمانش مقیاس می شود. در کوره های دسته ای، کوره ها و هر وسیله ای که روزانه گرم و سرد می شود، این مکانیسم کشنده است.

فرار مقیاس.در دمای بالا و در جریان‌های گازی{0}سریع یا مرطوب، Cr2O3 می‌تواند بیشتر به گونه‌های کروم فرار (CrO3 یا گونه‌های هیدراته در گاز مرطوب) اکسید شود و به معنای واقعی کلمه سد محافظ را تبخیر کند. گاز دودکش با دمای{2}}بالا-سرعت بالا بدترین حالت است.

این در عمل به چه معناست؟ داده‌های تولیدکننده منتشر شده برای اکسیداسیون چرخه‌ای (به عنوان مثال، چرخه‌های 50-ساعته در 1150 درجه و به دنبال آن خنک‌سازی هوا) نشان می‌دهد که Inconel 601 جرم تقریباً پایداری با حداقل تلفات خالص فلزی دارد، در حالی که آلیاژهای متکی به مقیاس‌های کروم ساده، چرخه مواد را پس از چرخه از طریق رشد و ریزش مکرر مقیاس از دست می‌دهند. Inconel 600 یک آلیاژ واقعاً مفید باقی می ماند - اما منطقه راحتی آن نزدیک به 1093 درجه به پایان می رسد، دقیقاً جایی که 601 قوی ترین کار خود را آغاز می کند.

کدام آلیاژ چرخه حرارتی را بهتر کنترل می کند؟

اینکونل 601 در چرخه حرارتی به طور قابل توجهی بهتر است - مقیاس لنگردار آلومینیومی آن به طور خاص برای زنده ماندن در گشت و گذارهای مکرر تا 1200 درجه و بالاتر طراحی شده است، به همین دلیل است که آلیاژ استاندارد برای صدا خفه کن کوره‌های دسته‌ای، لوله‌های تابشی و وسایل حرارتی{4} است.اینکونل 600 دوچرخه سواری را در دماهای متوسط ​​تحمل می کند، اما کاهش تدریجی مقیاس را در عملکرد چرخه ای با دمای بالا{1} تهاجمی نشان می دهد.

چرا دوچرخه سواری سخت ترین آزمون است:

هر چرخه حرارتی یک آزمایش مکانیکی برای پیوند مقیاس فلزی-است. قطعه را تا 1150 درجه گرم کنید و فلز و مقیاس بزرگ شوند. آن را تا دمای اتاق خنک کنید و هر دو به مقدار متفاوت - منقبض شوند.

مقیاسی که به عنوان یک سرامیک شکننده "در جای خود رشد کرده" نمی تواند کشیده شود. فشار ناهماهنگی باید به جایی برود: ترک‌ها، سگک‌ها و در نهایت تکه‌های کامل فلس بیرون می‌آیند.

هنگامی که رسوب از بین رفت، فلز در معرض در طی چرخه گرمایش بعدی به شدت اکسید می شود و این فرآیند با مصرف قطعه قطعه خود آلیاژ تکرار می شود.

این دقیقا همان حالتی است که Inconel 601 برای شکست طراحی شده است. لایه داخلی Al2O3 آن به قدری آهسته رشد می کند و آنقدر محکم می چسبد که ترازو در طول هزاران ساعت خدمات چرخه ای محافظ باقی می ماند. تامین کنندگان به طور مداوم از ایمنی حلقوی-ایمنی اکسیداسیون تا حدود 1250 درجه به عنوان ویژگی تعیین کننده 601 نام می برند - ویژگی که آن را به ماده پیش فرض برای-لوله های تابشی گاز سوز، مخزن های کوره و گرما{8}}سبدهایی که باید در خاموشی های شبانه مقاوم باشند، تبدیل کرده است.

قانون انتخاب عملی:اگر تجهیزات شما چرخه می‌کند (کوره‌های دسته‌ای، کوره‌های متناوب، شروع-توقف زباله‌سوزها) و بالاتر از 1050 درجه کار می‌کند، 601 را مشخص کنید. اگر کارکرد مداوم و کمتر از حدود 1000 درجه باشد، 600 یک گزینه ثابت و مقرون به صرفه باقی می‌ماند.

چگونه دو آلیاژ در برابر کربوریزاسیون و نیترید شدن مقاومت می کنند؟

اینکونل 601 به دلیل داشتن مقیاس اکسیدی با رشد آهسته و آهسته آلومینیومی، در اتمسفرهای غنی از کربن-(کربوردار) مقاومت بهتری ارائه می‌کند، در حالی که این دو آلیاژ در خدمات نیتریدینگ - با برخی از ادبیات تولیدکننده حتی به 600 مزیتی{6} ناچیز می‌دهند.برای اکثر اتمسفرهای گرمایی{0}}هر دو قابل قبول هستند. برای گاز فرآیند کربن دار در دماهای شدید، 601 ایمن تر است.

کربن‌سازی - انتشار کربن در آلیاژ در دمای بالا - باعث شکنندگی اجزاء می‌شود، محدوده ذوب را به صورت موضعی کاهش می‌دهد و در موارد شدید می‌تواند منجر به از دست دادن فلز فاجعه‌بار شود. دفاع همان مقیاس اکسیدی است که با اکسیداسیون مبارزه می کند: یک مقیاس فشرده و چسبنده نیز یک سد کربنی است. از آنجایی که مقیاس 601 در دمایی که 600 از قبل ترک خورده و پوسته شده است، دست نخورده می ماند، 601 کربن را برای مدت طولانی تری در اتمسفرهای گرم کربن دار نگه می دارد - دلیل اصلی تسلط آن در تجهیزات حرارتی-، لوله های تابشی شلیک شده توسط گاز گرماگیر داخلی، و کوره های پتروشیمی است.

نیتریدینگ (انتخاب نیتروژن، معمولاً در اتمسفرهای آمونیاکی جداشده-) میدان نبرد تخصصی تری است. داده‌های تولیدکننده توجه داشته باشند که 601 مقاومت نیتریدی خوبی دارد و در این محیط خاص فقط با 600 بهتر عمل می‌کند - که یکی از معدود مناطقی است که آلیاژ قدیمی‌تر به دلیل محتوای نیکل بسیار بالای خود، لبه خود را حفظ می‌کند (نیتروژن در ماتریس‌های نیکل بالا حلالیت کمی دارد).

حد سخت مشترک - گوگرد:هر دو آلیاژ باید در اتمسفرهای حاوی گوگرد، به ویژه گونه‌های گوگرد احیاکننده مانند H2S یا SO2 تحت شرایط احیا، اجتناب شود.

نیکل، یوتکتیک‌های{0}}نیکل ذوب-سولفید کم را تشکیل می‌دهد که آلیاژهای با دمای-بالا را بدون توجه به محتوای آلومینیوم از بین می‌برد. خدمات بالاتر از 600 درجه در گاز گوگرد-، نه 600 و نه 601 پاسخ درستی است - به جای آن به آهن-یا آلیاژهای تخصصی بالاتر نگاه کنید و از تیم فنی ما برای جایگزین بخواهید.

کدام آلیاژ استحکام بیشتری در بالای 1000 درجه حفظ می کند؟

اینکونل 601 به طور معنی‌داری استحکام بالاتری را در بالای 1000 درجه حفظ می‌کند، زیرا محتوای کروم و آلومینیوم بالاتر آن، جامدات مؤثرتری-تقویت محلول در دمای - تقریباً 80 تا 90 مگاپاسکال در دمای 1000 درجه، در مقابل تقریباً 50 تا 60 مگاپاسکال نزدیک به همان دما برای 60 درجه است.هر دو آلیاژ جامد-محلول تقویت شده (نه بارش-سخت) هستند، بنابراین هر دو برای استحکام گرم به جای عملیات حرارتی به شیمی متکی هستند.

مقادیر معمول منتشر شده (همیشه در برابر گواهینامه های آزمایشی آسیاب فعلی برای کار طراحی تایید شود):

برای سازنده، دو پیامد دیگر به دنبال دارد:

مقاومت در برابر افتادگیصدا خفه کن کوره ها، لوله های تابشی و وسایل نوار نقاله وزن خود را به اضافه بار در دما حمل می کنند. استحکام داغ بیشتر به این معنی است که 601 جزء نسبت به کمپین‌های طولانی‌تر کاهش می‌یابد و ثبات ابعادی را حفظ می‌کند - موضوعی تکراری در یادداشت‌های برنامه تأمین‌کننده.

حاشیه طراحی در بالای محدوده.بین 1100 درجه و 1200 درجه، استحکام قابل استفاده 600 تا حد زیادی تبخیر شده است، در حالی که 601 هنوز قابلیت ساختاری قابل استفاده، اگر متوسط، را ارائه می دهد. برای سخت‌افزارهای بحرانی با استرس بالای ~1100 درجه، درجه‌های{6} استحکام تخصصی بالاتر (مانند آلیاژهای 617 یا 602CA) نیز ممکن است ارزش ارزیابی داشته باشند.

چه زمانی اینکونل 600 هنوز انتخاب بهتری است؟

Inconel 600 در محیط‌های آبی دارای{1}}سرویس سوزاننده/قلیایی با دمای بالا، محیط‌های آبی حاوی کلرید، اتمسفر نیتریدینگ، بخار هسته‌ای{3}}و هر کاربرد زیر ~1000 درجه که سقف آبی برتر آن مقاومت در برابر خوردگی و هزینه کمتری در برابر خوردگی دارد، انتخاب بهتری است.انتخاب 601 در همه جا "زیرا بهتر است" یک اشتباه رایج و قابل اجتناب است.

نقاط قوت Inconel 600 مستقیماً از ترکیب آن ناشی می شود:

قلیایی سوزاننده.ماتریس نیکل بزرگتر یا مساوی 72 درصد، مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر سدیم و هیدروکسید پتاسیم غلیظ به 600 نشان می‌دهد - از لحاظ تاریخی کاربرد آن در تبخیرکننده‌های سوزاننده، کلر-قابلیت انتقال سوزاننده قلیایی، و سودا-مرتبط با فرآوری شیمیایی 6 درصد، تقریباً{5} اینجا 600 برابر است.

تنش کلرید{0}}ترک خوردگی (SCC).600 تقریباً در برابر کلرید SCC مصون است که فولادهای زنگ نزن آستنیتی استاندارد را از بین می برد. در جایی که میعانات کلرید داغ یا آب نمک با فلز در دمای متوسط ​​تماس پیدا می کند، 600 یک حفاظت اثبات شده است. برای تجهیزات دریایی و آب دریا{4}}به صفحه مواد مهندسی دریایی ما مراجعه کنید.

اتمسفرهای نیتروژن.همانطور که در بالا ذکر شد، 600 به عنوان عملکرد بهتر در آمونیاک تفکیک شده - یکی از معدود محیط های حرارتی که در آن 601 را شکست می دهد ذکر شده است.

خدمات هسته ایچندین دهه میراث اجزای سازنده-بخار و راکتور-.

هزینه600 حاوی کروم کمتر و بدون آلومینیوم مشخص است و به طور کلی خرید اقتصادی تر است. تعیین سقف آن در جایی که کفایت می کند مستقیماً هزینه پروژه را کاهش می دهد.

میانبر انتخاب:بالای 1050 درجه با دوچرخه سواری یا عمر طراحی 25+ سال در گاز اکسید کننده → 601. سوز آور، کلرید-آبی، نیتروژن، هسته ای یا پیوسته زیر ~1000 درجه → 600 بدون جریمه در هزینه صرفه جویی می کند.

هر آلیاژ انتخاب استاندارد صنعت کجاست؟

Inconel 601 دارای-درجه حرارت شدید-جهان پردازش حرارتی (کوره‌ها، لوله‌های تابشی، صدا خفه کن، قاب‌ها) است، در حالی که Inconel 600 دارای کاربردهای خوردگی{4}}شیمیایی، هسته‌ای و سوزاننده است - یک تقسیم بندی تمیز از قلمرو که مستقیماً از قلمرو آن‌ها ناشی می‌شود.جدول زیر برنامه های معمولی را خلاصه می کند.

دو تصویر{0}}جهان واقعی تقسیم را مشخص می‌کند:

یک کارگاه گرمای دسته‌ای-که دارای چرخه‌های کربن‌سازی 1150 درجه بود، جایگزین لوازم آلیاژ کرومی{2}}در مقیاس با 601 سبد شد و عمر کمپین بین تعمیرات دو برابر شد - عامل تعیین‌کننده حفظ مقیاس بود، نه پایه{5}شیمی فلزات.

یک کارخانه کلر{0}}قلیایی 600 (هرگز 601) برای خدمات سوزاننده غلیظ داغ مشخص شده است: در اینجا 12 امتیاز اضافی از محتوای نیکل حفظ می شود و سقف اکسیداسیون 1250 درجه 601 به سادگی بی ربط است.

برای راهنمایی مواد شیمیایی-تجهیزات-در بین اسیدها و قلیاها، صفحه مواد تجهیزات شیمیایی ما آلیاژهای اضافی را به رسانه ترسیم می‌کند (برای پیوند به منابع داخلی مراجعه کنید).

کدام استانداردها و مشخصات اینکونل 600 و 601 را پوشش می دهند؟

هر دو آلیاژ تحت یک خانواده محصولات ASTM قرار می گیرند - که مهمترین آنها ASTM B168 برای صفحه، ورق و نوار - است، بنابراین جابجایی بین آنها به ندرت چارچوب مشخصات شما را تغییر می دهد، فقط شماره UNS.در زیر عناوین متداولی که سازندگان و بازرسان با آنها کار می کنند آورده شده است.

نکات استاندارد هنگام ممیزی هر یک از آلیاژها در یک پروژه ارزش دانستن دارد:

همان مشخصات، آلیاژ متفاوت.از آنجا که هر دو در B168 ظاهر می‌شوند، گواهی‌های آسیاب رکورد معتبر هستند - همیشه شماره UNS، شیمی گرما و نتایج آزمایش مکانیکی را در برابر سفارش خرید برای هر گرما تأیید می‌کند.

ملاحظات کد ASMEشرایط پذیرش ظرف فشار بر اساس آلیاژ متفاوت است. پذیرش فعلی ASME بخش VIII (شامل موارد کد) را برای 601 در نقش‌های مرزی فشار-قبل از انجماد طراحی تأیید کنید.

نکته تدارکاتسفارش به شماره UNS، نه نام تجاری. "آلیاژ 600" و "آلیاژ 601" نام‌های عمومی هستند که در بین تولیدکنندگان استفاده می‌شوند. نام‌های تجاری (Inconel® علامت تجاری Special Metals است) از یک-به-به شماره‌های UNS بالا نقشه برداری کنید.

جوشکاری و ساخت چگونه با هم مقایسه می شوند؟

هر دو آلیاژ به آسانی با فرآیندهای رایج جوش می‌شوند (GTAW/TIG، GMAW/MIG، SMAW) بدون نیاز به پیش‌گرم یا پس از{0}عملیات حرارتی جوشکاری -. عملکرد 601 در مقیاس اکسید.هیچ یک از آلیاژها در اثر بارندگی سخت شدنی-نیستند، بنابراین ساخت از روش آستنیتی آشنا پیروی می کند.

راهنمای ساخت کلیدی:

• فلزات پرکننده.از پرکننده‌های منطبق یا نزدیک به-منطبق استفاده کنید تا ناحیه جوش رفتار اکسیداسیون مشابه فلز پایه را داشته باشد - به ویژه برای 601، جایی که یک پرکننده آستنیتی معمولی در 1100 درجه به حلقه ضعیف تبدیل می‌شود.
• پاکیزگی.همه آلیاژهای نیکل با دمای بالا قبل از کار گرم و جوشکاری فلزی تمیز نیاز دارند. گوگرد، گریس، و مداد رنگی{2}}می‌توانند جوش‌ها را شکننده یا خورده کنند. تامین کنندگان به طور یکنواخت در مورد اتمسفر کوره های حاوی گوگرد در حین کار گرم 601 هشدار می دهند.
• شکل گیری سرد.هر دو آلیاژ{0}}بیشتر از فولادهای زنگ نزن سخت می شوند. آنیل های میانی را برای شکل دهی عمیق برنامه ریزی کنید.
• آنیل کردن.601 معمولاً محلولی است-در حدود 1100-1200 درجه با خنک‌کننده سریع برای بازیابی شکل‌پذیری و بهینه‌سازی مقیاس- رفتار شکل‌دهی بازپخت می‌شود. 600 در حدود 1010-1150 درجه آنیل می شود.
• ماشین کاری.هر دو ماشین‌آلات "کلاس C" (سخت) هستند - انتظار دارند سرعت آهسته، تنظیمات سخت و ابزار کاربید تیز، مطابق با همه آلیاژهای نیکل بالا باشد.

چگونه باید بین 601 و 600 تصمیم بگیرید؟

به این ترتیب تصمیم بگیرید: دمای اوج فلز، شیمی اتمسفر، فرکانس چرخه، سپس هزینه - اگر هر یک از سه مورد اول شما را از 1050 درجه در خدمات اکسید کننده یا کربوره کردن عبور داد، 601 را انتخاب کنید. در غیر این صورت 600 کار را با پول کمتر انجام می دهد.از این چک لیست در مرحله بررسی-طراحی استفاده کنید:

1. اوج و زمان-در-دما.بالاتر از 1050 درجه برای دوره های معنی دار؟ → 601. زیر ~1000 درجه پیوسته؟ → 600 کاملاً کافی است.
2. فرکانس دوچرخه سواریسیکل های حرارتی روزانه یا بیشتر از ~1000 درجه؟ → 601، قاطعانه.
3. جو.اکسید کننده یا کربوره کردن در دمای بالا ← 601. آمونیاک کاستیک، کلرید-آبی یا تفکیک شده ← 600. کاهش گوگرد در هر جایی در محدوده → هیچکدام. با یک متخصص آلیاژ مشورت کنید.
4. بار در دماافتادگی-ساختارهای محدود (لوله های تابشی بلند، صدا خفه کن های عریض) در 1100 درجه + 601 (یا 617/602CA را برای تنش حتی بیشتر ارزیابی کنید).
5. کد و اقتصاد چرخه عمرپذیرش ASME را برای وظیفه تأیید کنید، سپس هر دو آلیاژ را قیمت گذاری کنید - حق بیمه 601 متوسط ​​است و معمولاً در طول عمر قطعه در دما بازپرداخت می شود.

اگر مطمئن نیستید، پارامترهای وظیفه (پروفایل دما، اتمسفر، فرکانس چرخه، عمر طراحی) را برای ما ارسال کنید و تیم متالورژی ما درجه اقتصادی - را توصیه می‌کند که مشاوره هیچ هزینه‌ای ندارد و از دو اشتباه کلاسیک جلوگیری می‌کند: در زیر-تعیین 600 در یک وظیفه دوچرخه‌سواری 1150 درجه و تعیین بیش از 30 درجه سانتی‌گراد{40}.

سوالات متداول

تفاوت اصلی بین Inconel 601 و Inconel 600 چیست؟

Inconel 601 حاوی 1.0-1.7٪ آلومینیوم عمدی به اضافه کروم بالاتر (21-25٪) است که مقاومت اکسیداسیون را تا حدود 1250 درجه می دهد. اینکونل 600 اساساً آلومینیوم، 14 تا 17 درصد کروم، و بیشتر یا برابر با 72 درصد نیکل ندارد، با مقاومت اکسیداسیون تا حدود 1093 درجه، اما مقاومت سوزاننده و کلرید بالاتری دارد. بالای 1000 درجه در هوا، 601 عملکرد قوی تری دارد.

در واقع هر آلیاژ چقدر آلومینیوم دارد؟

اینکونل 601 در 1.0-1.7 درصد وزنی آلومینیوم (اسمی ~ 1.4٪) مشخص شده است. Inconel 600 آلومینیوم مشخصی ندارد. آثار باقی مانده از ذوب معمولاً زیر 0.35٪ است. این تفاوت تقریباً 1.4{10}درصدی{11}} تنها عامل اصلی شکاف عملکرد آلیاژها در دمای بالا است.

حداکثر دمای سرویس اینکونل 601 چقدر است؟

تقریباً 1250 درجه (2280 درجه فارنهایت) در هوا برای مقاومت در برابر اکسیداسیون و پوسته شدن - برخی از تولیدکنندگان مقاومت چرخه ای را تا حدود 1260 درجه ذکر می کنند. استحکام قابل استفاده خیلی قبل از این حد کاهش می یابد، بنابراین اجزای تحت فشار ممکن است به محدودیت های پایین تر یا درجه های مقاومت بالاتر مانند 617 یا 602CA نیاز داشته باشند.

حداکثر دمای سرویس اینکونل 600 چقدر است؟

حدود 1093 درجه (2000 درجه فارنهایت) برای مقاومت در برابر اکسیداسیون در هوا. برخی از منابع برای عمر طراحی طولانی، سرویس مداوم نزدیک به 980 درجه را توصیه می کنند. مقیاس کرومای محافظ آن با بالا رفتن دما از 1000 درجه به تدریج سریعتر رشد می کند و می ریزد.

چرا آلومینیوم مقاومت در برابر اکسیداسیون را بهبود می بخشد؟

آلومینیوم ابتدا در سطح فلزی-مقیاس اکسید می شود و یک لایه نازک، متراکم و آهسته-Al2O3 را تشکیل می دهد. این لایه انتشار اکسیژن را مسدود می‌کند و به صورت مکانیکی مقیاس غنی از کروم{3}}روی آن را مهار می‌کند و از پوسته پوسته شدن (پوسته شدن) جلوگیری می‌کند که فلس‌های کروم ساده را در چرخه حرارتی بالای 1000 درجه از بین می‌برد.

کدام آلیاژ در چرخه حرارتی بهتر است؟

اینکونل 601 با اختلاف زیاد. مقیاس لنگردار آلومینیومی آن در چرخه‌های مکرر تا 1200 درجه + با حداقل تلفات زنده می‌ماند، به همین دلیل است که استاندارد صنعتی برای صداگیرهای دسته‌ای-کوره‌ها، لوله‌های تابشی، و وسایل عملیات حرارتی{6} است. اینکونل 600 به تدریج مقیاس خود را در عملکرد چرخه ای تهاجمی کاهش می دهد و دوباره رشد می کند.

آیا هنوز هم می توان از Inconel 600 بالای 1000 درجه استفاده کرد؟

بله، در موارد کم‌تر، - گشت‌های کوتاه، بار مکانیکی کم، یا جو ملایم‌تر. اما نزدیک به درجه بندی 1093 درجه آن، انتظار اکسیداسیون سریع تر، پوسته شدن پوسته در دوچرخه سواری و کاهش حاشیه برای عمر طولانی طراحی را داشته باشید. برای عملکرد پایدار یا چرخه ای بالای 1050 درجه، 601 انتخاب مهندسی ایمن تر است.

کدام آلیاژ در برابر کربوریزاسیون بهتر مقاومت می کند؟

Inconel 601. مقیاس اکسید چسبنده و آهسته آن در دماهای شدید سد کربن بهتری باقی می ماند، در حالی که مقیاس ترک خورده یا پوسته شده 600 فلز لخت را در معرض جذب کربن قرار می دهد. با این حال، باید از هر دوی آنها در کاهش{4} اتمسفر گوگرد اجتناب شود.

کدام آلیاژ برای سرویس سود سوزآور (NaOH) بهتر است؟

اینکونل 600. محتوای نیکل آن بیشتر یا مساوی 72 درصد است،{2}}مقاومت پیشرو در صنعت را در برابر مواد سوزاننده داغ غلیظ ایجاد می‌کند، جایی که نیکل پایین 601 (58 تا 63 درصد) آن را صرفاً خوب می‌کند. برای تبخیرکننده‌های سوزاننده و پردازش قلیایی در زیر محدوده دمایی شدید، 600 استاندارد است.

آیا هر دو آلیاژ دارای مشخصات ASTM یکسانی هستند؟

بله. هر دو به ASTM B168 (صفحه/ورق/نوار)، B166 (نوار)، B167 (لوله/لوله بدون درز)، و B564 (فرجینگ)، با همتایان ASME تولید می شوند. شماره UNS (N06600 در مقابل N06601) را در هر گواهی تست آسیاب تأیید کنید، زیرا مشخصات فرم- محصول یکسان است.

از چه پرکننده های جوشکاری باید استفاده کرد؟

ERNiCrFe{7}}3 (آلیاژ 82/FM 82) پرکننده سنتی برای Inconel 600 است. ERNiCrFe-11 پرکننده منطبق برای 601 است بنابراین جوش همان مقاومت اکسیداسیون را به ارث می برد. هر دو آلیاژ توسط GTAW/GMAW/SMAW بدون پیش گرم یا عملیات حرارتی پس از جوش جوش می شوند.

کدام آلیاژ در دمای بالا قوی تر است؟

اینکونل 601 تقریباً 80 تا 90 مگاپاسکال استحکام کششی را در 1000 درجه در مقابل تقریباً 50 تا 60 مگاپاسکال برای 600 درجه نزدیک به آن دما حفظ می‌کند و بهتر در برابر افتادگی خزش در کارزارهای طولانی کوره مقاومت می‌کند. همیشه به جای مقادیر معمولی، از داده‌های{8}}تأیید شده و کد کنونی طراحی کنید.

کدام آلیاژ قیمت بیشتری دارد؟

اینکونل 601 معمولاً به دلیل کروم بالاتر و آلومینیوم مشخص، حق بیمه متوسطی بالای 600 دارد. حق بیمه معمولاً در طول عمر قطعات بیشتر از 1000 درجه - بازپرداخت می شود، اما تعیین 600 که سقف آن کافی است، انتخاب اقتصادی و صحیحی است.

آیا اینکونل 601 می‌تواند اتمسفرهای حاوی گوگرد{1}}را مدیریت کند؟

نه - و نه 600. آلیاژهای نیکل در محیط های کاهش گوگرد در دمای بالا دچار حمله سولفیداسیون (فازهای-نیکل ذوب-سولفید کم) می شوند. از حمل و کاهش گازهای SO2 در دمای بالای 600 درجه برای هر دو درجه خودداری کنید و برای جایگزینی با یک متخصص مشورت کنید.

معادل های UNS و EN چیست؟

Inconel 600 UNS N06600 / EN W.Nr. 2.4816 است. Inconel 601 UNS N06601 / EN W.Nr. 2.4851. است که هر دو نیز مطابق با مشخصات هوافضای AMS تولید می شوند. سفارش با شماره UNS از ابهام-نام تجاری بین تولیدکنندگان جلوگیری می کند.

کدام را برای صدا خفه کن کوره یا لوله تابشی انتخاب کنم؟

اینکونل 601 - استاندارد صنعتی واقعی برای این برنامه‌ها است. ترکیبی از مقاومت در برابر اکسیداسیون 1250 درجه، پوسته شدن-رفتار دوچرخه‌سواری مقاوم، و استحکام افت خوب طولانی‌ترین زمان را بین تعمیرات در تجهیزات پردازش حرارتی- گازی و الکتریکی{5} می‌دهد.