Порошок из инконеля относится к суперсплавам на основе никеля и хрома, обладающим коррозионной и жаростойкостью. В данном руководстве представлен полный обзор порошка инконель, его свойств, областей применения, технических характеристик, цен и многого другого.
Обзор порошка инконеля
Инконель - это семейство суперсплавов на основе никеля и хрома, известных своей прочностью, жаропрочностью и коррозионной стойкостью. Порошки из инконеля используются в таких отраслях промышленности, как аэрокосмическая, нефтегазовая, химическая, энергетическая и другие.
Некоторые ключевые свойства и характеристики порошка инконель:
Состав
| Тип | Содержание никеля | Содержание хрома | Содержание железа | Другие легирующие элементы |
|---|---|---|---|---|
| Инконель 600 | 72% | 14-17% | 6-10% | Кобальт, углерод |
| Инконель 625 | 58% мин | 20-23% | 5% макс. | Молибден, ниобий |
| Инконель 718 | 50-55% | 17-21% | Баланс | Ниобий, молибден, алюминий, титан |
Высокотемпературная прочность - Сохраняет прочность и сопротивляется деформации ползучести при температуре до 700°C. Отдельные сорта могут выдерживать еще более высокие температуры, превышающие 1000°C.
Устойчивость к окислению и коррозии - Образует защитный слой хрома, делая его устойчивым к точечной коррозии под воздействием кислот, солей и т.д.
Легкая свариваемость и обрабатываемость - Легко изготавливается и обрабатывается в сложных формах. Требуется послесварочная термообработка.
Высокая усталостная прочность - Выдерживают многократные циклы нагрузок без разрушения, что делает их пригодными для использования в системах с динамической нагрузкой.
Сравните свойства распространенных марок порошка инконеля:
| Свойства | Инконель 600 | Инконель 625 | Инконель 718 |
|---|---|---|---|
| Температура плавления | 1350-1413°C | 1260-1350°C | 1260-1336°C |
| Плотность | 8,47 г/см3 | 8,44 г/см3 | 8,19 г/см3 |
| Прочность на разрыв | 485-860 МПа | 760 МПа | 1275 МПа |
| Удлинение | 30-35% | 35% | 19% |
| Тепловое расширение | 16.0×10-6/°C | 13.0×10-6/°C | 13.0×10-6/°C |
| Теплопроводность | 9,8-10,4 Вт/м.K | 9,8 Вт/м.К | 11,4 Вт/м.К |
Таблица 1: Сравнение основных марок инконеля
Применение Порошок инконеля
Благодаря своим уникальным свойствам инконель находит широкое применение в таких отраслях промышленности, как:
| Промышленность | Приложения | Используемые порошковые продукты |
|---|---|---|
| Аэрокосмическая промышленность | Выхлопные трубы турбокомпрессоров, системы реверса тяги, лопатки турбин | Инконель 718, Инконель 625 |
| Нефть и газ | Устьевые системы, разрывные мембраны, скважинные инструменты | Инконель 718, Инконель 625, Инконель 600 |
| Химическая обработка | Теплообменники, реакционные сосуды, компоненты конвейеров | Инконель 600, Инконель 625 |
| Производство электроэнергии | Трубки теплообменников, системы газификации угля | Инконель 617, Инконель 625, Инконель 740 |
| Автомобильная промышленность | Компоненты клапанов, системы рециркуляции отработавших газов | Инконель 718, Инконель 600 |
Основные области применения порошка инконеля:
- Высокая температурная прочность позволяет использовать его в лопатках газовых турбин, корпусах ракетных двигателей, оболочках ядерного топлива и т.д.
- Коррозионная стойкость позволяет использовать их в системах кислотного производства, в морской воде и т.д.
- Устойчивость к окислению делает его пригодным для использования в выхлопных системах самолетов, компонентах промышленных печей и т.д.
- Легкое изготовление сложных форм с помощью 3D-печати или других методов.
Отраслевые тенденции, определяющие процесс внедрения:
- Рост аэрокосмического сектора, приводящий к увеличению использования в компонентах авиадвигателей.
- Спрос со стороны химических заводов, нефтеперерабатывающих предприятий, перевозчиков СПГ в связи с потребностями в высоких температурах и давлении.
- Рост аддитивного производства металлов для создания прототипов и производства.
Таблица 2: Обзор областей применения порошка инконеля по отраслям промышленности
Технические характеристики порошка инконеля
Порошок инконеля доступен в различных диапазонах размеров, форм и составов для различных областей применения:
| Диапазон размеров | Общая форма | Типичное использование |
|---|---|---|
| 15-45 мкм | Сфероидальный | Сырье для литья металлов под давлением |
| 45-106 микрон | Неправильная, сферическая форма | Аддитивное производство, применение HIP |
| 150-250 микрон | Сферические, агломерированные | Термические напыляемые покрытия |
| -140/+325 меш | Нерегулярный | Прессование и агломерация |
Исходя из потребностей применения, пользователи могут выбирать спецификации марок ASTM, ASME, AWS, AMS, UNS и т.д:
| Спецификация | Общие оценки |
|---|---|
| ASTM B168 | Инконель 600, Инконель 601, Инконель 625, Инконель 718, Инконель X-750 |
| ASME SB443 | Инконель 82, Инконель 625, Инконель 718 |
| AWS A5.14 | Инконель 52, Инконель 152, Инконель 625 |
| Характеристики AMS | Инконель 718 (AMS 5662), Инконель X-750 (AMS 5754) |
Таблица 3: Обзор распространенных спецификаций порошка инконеля
Характеристики, оцененные в соответствии со стандартами
- Химический состав - содержание Ni, Cr, Fe, Nb, Ti, Al
- Гранулометрический состав, скорость потока
- Микроструктура - содержание гамма-прайма, размер зерна
- Уровни примесей - C, S, Si, Mn
- Механические свойства - твердость, предел прочности и текучести
Правильный выбор марки обеспечивает соответствие порошка требованиям проекта.
Поставщики и ценообразование
Большинство производителей порошков из никеля и суперсплавов поставляют различные марки инконеля. Покупатели могут выбирать поставщиков на основе таких факторов, как:
- Возможность производства различных составов и распределений частиц по размерам
- Сертификация качества - AS9100, ISO 9001
- Возможности индивидуализации - возможность изготовления порошков по индивидуальному заказу
- Производственные мощности, сроки выполнения заказов, минимальные объемы заказов
Ориентировочный диапазон цен
| Марка инконеля | Цена за кг |
|---|---|
| Инконель 600 | $50 – $120 |
| Инконель 625 | $50 – $150 |
| Инконель 718 | $80 – $220 |
Цены зависят от:
- Уровни чистоты, пределы содержания примесей
- Форма и распределение частиц по размерам
- Объемы закупок и используемый производственный процесс
- Уровень настройки свойств
Ведущие производители порошка инконеля
| Компания | Места | Предлагаемые классы |
|---|---|---|
| Sandvik | Европа, Азия | Инконель 718, Инконель 625 |
| Praxair | США | Инконель 600, Инконель 625, Инконель 718 |
| Hoganas | Европа | Инконель 718 |
| Технология столярных работ | США | Инконель 600, Инконель 718 |
| Erasteel | Европа | Инконель 718 |
Таблица 4: Ориентировочный диапазон цен и основные поставщики порошка инконеля
Плюсы и минусы Порошок инконеля
Преимущества
- Устойчивость к экстремальным температурам - может работать при температуре до 1000°C
- Выдерживает термическую усталость и динамические нагрузки без разрушения
- Высокая устойчивость к коррозии и окислению защищает поверхность
- Регулируемые механические свойства за счет изменения состава
- Легко изготавливается в сложных формах
Ограничения
- Очень дорого по сравнению со сталью, титановыми сплавами
- Более низкая теплопроводность по сравнению с алюминием, медью
- При неправильной обработке подвержен растрескиванию по границам зерен
- Сложно полностью переработать и повторно использовать после окончания срока службы
- Требуется послесварочная термообработка для достижения оптимальных свойств
При выборе инконеля тщательно взвесьте уникальные эксплуатационные преимущества и более высокую стоимость по сравнению с альтернативами.
Сравнение с основными альтернативами
Как инконель выглядит в сравнении с другими высокотемпературными сплавами?
| Параметр | Inconel | Нержавеющая сталь | Хастеллой | Сплавы Хейнса |
|---|---|---|---|---|
| Устойчивость к окислению | Отличный | Умеренный | Отличный | Отличный |
| Коррозионная стойкость | Отличный | Хороший | Отличный | Отличный |
| Теплопроводность | Умеренный | Низкий | Низкий | Умеренный |
| Тепловое расширение | Низкий | Высокая | Умеренный | Умеренный |
| Общие приложения | Аэрокосмическая промышленность, нефть и газ | Промышленное оборудование | Химическая обработка | Аэрокосмическая промышленность |
Основные выводы
- Инконель обеспечивает наилучшие высокотемпературные характеристики, но стоит очень дорого.
- Нержавеющая сталь дешевле, но имеет гораздо более низкие температурные пределы
- Сплавы Hastelloy и Haynes конкурируют с инконелем, но имеют более высокую стоимость материала
- Перед выбором учитывайте реальные условия эксплуатации, ограничения по стоимости
Тщательно оцените потребности применения, прежде чем платить за инконель больше, чем за другие альтернативы.
Таблица 5: Сравнение основных свойств инконеля и альтернативных сплавов
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Вопрос: Для чего используется порошок инконеля?
О: Порошок из инконеля используется для производства высокоэффективных компонентов для экстремальных условий эксплуатации в аэрокосмической, нефтегазовой, химической промышленности и энергетике, требующих хорошей механической прочности и коррозионной стойкости при высоких температурах свыше 1000°C.
Вопрос: В чем разница между инконелем 600, 625 и 718?
О: Основные различия заключаются в следующем: инконель 600 обеспечивает наилучшую устойчивость к высокотемпературной коррозии, но меньшую прочность, в то время как инконель 718 обеспечивает наивысшую прочность, но меньшую устойчивость к окислению и химическому воздействию по сравнению с инконелем 625, который обеспечивает наилучший баланс свойств.
Вопрос: Содержит ли инконель никель?
О: Да, инконель - это суперсплав на основе никеля-хрома-железа. Большинство марок инконеля содержат не менее 50% никеля вместе с 14-23% хрома, что обеспечивает инконелю превосходные высокотемпературные характеристики.
Вопрос: Какой размер порошка используется в аддитивном производстве?
О: Порошки инконеля размером от 15 до 150 микрон со сферической морфологией широко используются в процессах лазерного порошкового наплавления, аддитивного производства с прямым энергетическим осаждением, применяемых для производства металлических компонентов в различных отраслях промышленности.
Вопрос: Опасен ли инконель?
О: Порошки из инконеля обычно считаются неопасными и безопасными для работы со стандартными средствами защиты. Однако мелкодисперсные компоненты никеля и хрома вызывают раздражение, поэтому рекомендуется принимать меры предосторожности и не допускать чрезмерного контакта с кожей или вдыхания.
