Vai jūs zināt, kas ir materiāla sakausējums inconel706?
Inconel 706 (saīsināts kā IN 706) ir ar nokrišņiem stiprināts Ni-Fe-Cr sakausējums. Tam ir saprātīgas ķīmiskās attiecības īpašības, daži metalurģijas defekti, zema komponentu segregācija, lieliska apstrādes veiktspēja un zemas izmaksas. Tāpēc to var izmantot, lai ražotu liela izmēra un īpaši liela izmēra augstas temperatūras sakausējumu izstrādājumus, lai apmierinātu smagās rūpniecības vajadzības. Turklāt sakausējumam ir augsta izturība 700 grādos un laba izturība pret oksidēšanu un koroziju plašā temperatūras un vidējā diapazonā, tāpēc tam ir liela tehniskā un ekonomiskā nozīme.
Strauji attīstoties turbīnu dzinējiem, gāzes turbīnām un kodolrūpniecībai, arvien vairāk ir nepieciešami lielizmēra augstas temperatūras sakausējuma izstrādājumi. Tas radījis divas problēmas, viena ir lielizmēra lietņu elementu segregācija un dažādu metalurģisko defektu kontrole, bet otra - tā apstrādes un formēšanas tehnoloģija. Iepriekšējiem augstas temperatūras sakausējumiem uz niķeļa bāzes, piemēram, IN 718, bija grūti izpildīt šo prasību. Tāpēc 1970. gados American International Nickel Company izstrādāja jauna veida augstas temperatūras sakausējumu IN 706 uz Ni-Fe bāzes. Tā fizikālās pamatīpašības ir norādītas 1. tabulā. Šis sakausējums tiek uzskatīts par vienu no perspektīvākajiem materiāliem augstas temperatūras sakausējumu jomā smagajai rūpniecībai. Šī iemesla dēļ 1994. gadā Amerikas Savienotajās Valstīs notika starptautiska konference par šo sakausējumu. Var redzēt, ka pētniecībā par to veidojas jauns uzplaukums. Tomēr šobrīd šis materiāls Ķīnā ir mazāk pētīts. Šajā rakstā ir apskatīti jaunākie šī sakausējuma pētījumu rezultāti ārvalstīs.
2. Sakausējumu sastāvs un fāzes transformācija
Šī sakausējuma sastāvs kopš tā izveidošanas 1970. gados ir mainījies ļoti maz, un 2. tabulā ir norādīts šī sakausējuma standarta sastāva diapazons. Iemesls, kāpēc IN 706 sakausējums ir iecienīts cilvēku vidū, ir tas, ka tam piemīt labas metalurģiskās īpašības un apstrādes īpašības, kas ir tieši neatdalāmas no sastāva. Salīdzinot ar IN 718 sakausējumu, tajā ir samazināts Nb un Ni saturs. Mo elements tika likvidēts un Ti saturs tika palielināts. Visas šīs sastāva izmaiņas tieši ietekmē sakausējuma metalurģiju, apstrādi un mehāniskās īpašības. Šī iemesla dēļ ir jāizpēta sakausējuma sastāvs.
Nb un Ti elementi: tie ir Taijin galvenie stiprināšanas fāzes veidojošie elementi, un tiem ir galvenā loma sakausējuma veiktspējā. Testi ir pierādījuši, ka (Ti+Nb) saturs un Ti/Nb attiecība ir pareizi jākontrolē. Kad kopējais (Ti+Nb) daudzums palielinās no 3,99% līdz 4,77 masām, palielinās sakausējuma cietība un izturība, kā arī palielinās izturība un izturība pret lūzumiem. Taču, ja kopējais (Ti+Nb) daudzums pārsniedz 4,81%, telpas temperatūras plastiskums samazinās. Izturīgā izturība pret lūzumiem ir arī samazināta, jo Ti/Nb attiecība ir maza, kas ietekmē nogulšņu formu, izmēru un sadalījumu, tādējādi ietekmējot veiktspēju. Šim nolūkam kopējais (Ti+Nb) daudzums ir jākontrolē aptuveni 4,7% apmērā un Ti/Nb attiecībai jābūt aptuveni 0,68, lai iegūtu labāku kopējo veiktspēju. Iemesls, kāpēc IN 706 sakausējuma Nb saturs ir jāsamazina, ir tāpēc, ka tas ir stipru punktu veidojošs elements. Tas ir balstīts uz faktu, ka punktu novirzi izraisa Nb un Mo bagātā lāvu fāze.
Al elements: tas ir viens no galvenajiem Ni₃ (Al, Ti, Nb) fāzes (sauktas arī par fāzi) veidojošajiem elementiem. IN 706 sakausējuma Al saturs ir samazināts par aptuveni 0,2%, salīdzinot ar IN 718, un tā mērķis ir uzlabot apstrādes veiktspēju un metināšanas veiktspēju. Al satura samazināšanās izraisa izmaiņas Y fāzes organizatoriskajā struktūrā dažādu termisko apstrādi laikā. Piemēram, ja Al saturs ir mazāks par {{10}},2%, kad sakausējums ir nedaudz novecojis, Y struktūra ir korpusa centrālais kvadrāts, ko parasti apzīmē ar Y. dislokāciju kavēklis ir spēcīgāks nekā seju centrēta kubiskā Y fāze, un Kritiskās daļiņas izmērs nokrišņu laikā ir mazs, tāpēc telpas temperatūras izturība ir augsta.Palielinoties Al saturam sakausējumā, uz seju centrēta kubiskā Y struktūra kļūst par izgulsnētās fāzes galveno struktūru.Šajā gadījumā Y režģa konstante un ciešā blīvēšana Kamēr struktūra mainās, palielinās izgulsnēto daļiņu kritiskais izmērs, kas samazina dislokācijas kustības šķēršļus un samazina izturību. ir pierādījuši, ka Al saturs diapazonā no 0,2 līdz 0,4% ir piemērots IN 706 sakausējumam.
Si elements: Tas tieši ietekmē laves fāzi. Standartā norādītais Si saturs ir mazāks par {{0}},35 masas%, bet pie šī diapazona augšējās robežas veidosies izlādes fāze. Šajā laikā pie graudu robežām bieži veidojas lāpstiņu fāžu tīkls, kā rezultātā Charpy triecienizturība ir ievērojami samazināta. Šī iemesla dēļ Si saturs ir jākontrolē zem 0,1%, kas efektīvi novērsīs lādes fāzes veidošanos.
C elements: C elementa saturs ietekmē materiāla izturību un apstrādes veiktspēju. Pārbaudēs ir konstatēts, ka tad, kad C saturs samazinās no {{0}},03% līdz 0,01 masas%, Charpy triecienizturības vērtība palielinās [1]. C satura samazināšana arī uzlabo apstrādājamību, samazinot karbīda veidošanos.
O un N elementi: tie tieši ietekmē balto plankumu veidošanos sakausējumā, jo baltie plankumi ir noplicinātie Nb un Ti apgabali, un šīs zonas vienmēr ir bagātinātas ar lielu daudzumu O un N elementu. Testi ir pierādījuši, ka O un N satura samazināšana samazinās balto plankumu veidošanos, tādējādi uzlabojot zema cikla noguruma veiktspēju. Turklāt O un N satura samazināšana ierobežos arī oksīdu un nitrīdu piemaisījumu grupu veidošanos. Lai samazinātu šo ietekmi, tā saturam jābūt mazākam par 50 wt ppm.
IN 706 sakausējuma galvenās nokrišņu fāzes ir norādītas 3. tabulā. To pārejas temperatūras-laika-transformācijas daudzuma attiecības līkne parādīta 1. attēlā. MC nokrišņu līnija ir saistīta ar materiāla atkausēšanas procesu.
