Kas teate, mis materjalisulam on inconel706?
Inconel 706 (lühendatult IN 706) on sademetega tugevdatud Ni-Fe-Cr põhinev sulam. Sellel on mõistlik keemiline suhe, vähe metallurgilisi defekte, madal komponentide eraldamine, suurepärane töötlemisvõime ja madal hind. Seetõttu saab seda kasutada rasketööstuse vajaduste rahuldamiseks suurte ja ülisuurte kõrge temperatuuriga sulamitoodete tootmiseks. Lisaks on sulamil kõrge tugevus 700 kraadi juures ning hea vastupidavus oksüdatsioonile ja korrosioonile laias temperatuuri- ja keskmises vahemikus, seega on sellel suur tehniline ja majanduslik tähtsus.
Turbiinmootorite, gaasiturbiinide ja tuumatööstuse kiire arenguga on üha enam vaja suuremahulisi kõrgtemperatuurilisi sulamitooteid. See on tekitanud kaks probleemi, millest üks on suurte valuplokkide elementide eraldamine ja erinevate metallurgiliste defektide kontroll ning teine selle töötlemis- ja vormimistehnoloogia. Varasematel niklipõhistel kõrge temperatuuriga sulamitel, nagu IN 718, oli seda nõuet raske täita. Seetõttu töötas 1970. aastatel American International Nickel Company välja uut tüüpi Ni-Fe-põhise kõrgtemperatuurse sulami IN 706. Selle põhilised füüsikalised omadused on loetletud tabelis 1. Seda sulamit peetakse üheks kõige lootustandvamaks materjaliks rasketööstuse kõrgtemperatuuriliste sulamite valdkonnas. Sel põhjusel toimus 1994. aastal USA-s selle sulami teemaline rahvusvaheline konverents. On näha, et selle uurimise alal on kujunemas uus hoog. Seda materjali uuritakse Hiinas aga praegu vähem. Selles artiklis antakse ülevaade selle sulami värskeimatest uurimistulemustest välismaal.
2. Sulamite koostis ja faasimuutus
Selle sulami koostis on alates selle loomisest 1970. aastatel väga vähe muutunud ja tabelis 2 on toodud selle sulami standardse koostise vahemik. Inimesed eelistavad sulamit IN 706, kuna sellel on head metallurgilised omadused ja töötlemisomadused, mis on koostisest otseselt lahutamatud. Võrreldes sulamiga IN 718 on selle Nb ja Ni sisaldus vähenenud. Mo-element kõrvaldati ja Ti sisaldust suurendati. Kõik need koostise muutused mõjutavad otseselt sulami metallurgiat, töötlemist ja mehaanilisi omadusi. Sel põhjusel tuleb sulami koostist uurida.
Nb ja Ti elemendid: need on Taijinis peamised tugevdusfaasi moodustavad elemendid ja neil on sulami toimimises võtmeroll. Katsed on tõestanud, et (Ti+Nb) sisaldust ja Ti/Nb suhet tuleb korralikult kontrollida. Kui kogu (Ti+Nb) kogus suureneb 3,99%-lt 4,77 massiprotsendile, suureneb sulami kõvadus ja tugevus ning suureneb ka vastupidavus ja purunemiskindlus. Kui aga (Ti+Nb) koguhulk ületab 4,81%, ruumitemperatuuri plastilisus väheneb. Vastupidav purunemiskindlus väheneb ka seetõttu, et Ti/Nb suhe on väike, mis mõjutab sademete kuju, suurust ja jaotumist, mõjutades seeläbi jõudlust. Selleks tuleks (Ti+Nb) koguhulka hoida umbes 4,7% juures ja Ti/Nb suhe peaks olema umbes 0,68, et saavutada parem üldine jõudlus. Põhjus, miks Nb sisaldust sulamis IN 706 tuleb vähendada, on see, et see on tugevat punkti nihket moodustav element. See põhineb asjaolul, et punktide kõrvalekalde põhjustab Nb- ja Mo-rikas laavi faas.
Al-element: see on üks Ni₃ (Al, Ti, Nb) faasi (nimetatakse ka faasiks) peamisi moodustavaid elemente. Sulamis IN 706 on Al-i sisaldus võrreldes IN 718-ga vähenenud ligikaudu 0,2% võrra ning selle eesmärk on parandada töötlus- ja keevitustõhusust. Al-sisalduse vähenemine toob kaasa muutused Y-faasi organisatsioonilises struktuuris erinevate kuumtöötluste käigus. Näiteks kui Al-sisaldus on väiksem kui {{10}},2%, kui sulam on veidi vananenud, on Y-struktuur kehakeskne ruut, mida tavaliselt tähistab Y. dislokatsioonide takistus on tugevam kui näokeskne kuup Y-faas ja Kriitilise osakese suurus sademete ajal on väike, mistõttu toatemperatuuri tugevus on kõrge.Al-sisalduse suurenedes sulamis on näo-keskse kuupmeetri Y-struktuur saab sadestunud faasi põhistruktuuriks Sel juhul Y võrekonstant ja tihepakend Struktuuri muutumisel suureneb sadestunud osakeste kriitiline suurus, mis vähendab dislokatsiooni liikumise takistust ja vähendab tugevust. on tõestanud, et IN 706 sulamile sobib Al-sisaldus vahemikus 0,2–0,4%.
Si element: see mõjutab otseselt laveerimise faasi. Standardis antud Si sisaldus on alla {{0}},35 massi%, kuid selle vahemiku ülemisel piiril moodustub lavefaas. Sel ajal moodustub teravilja piiridel sageli lavafaaside võrgustik, mis põhjustab Charpy löögikindluse oluliselt vähenemist. Sel põhjusel tuleks Si sisaldust reguleerida alla 0,1%, mis takistab tõhusalt laveerimisfaasi teket.
C-element: C-elemendi sisaldus mõjutab materjali sitkust ja töötlemisvõimet. Katsed on leidnud, et kui C-sisaldus väheneb {{0}},03%lt 0,01 massiprotsendile, suureneb Charpy löögitugevuse väärtus [1]. C-sisalduse vähendamine parandab ka töödeldavust, vähendades karbiidi moodustumist.
O- ja N-elemendid: need mõjutavad otseselt valgete laikude teket sulamis, kuna valged laigud on Nb ja Ti ammendunud alad ning need alad on alati rikastatud suure hulga O- ja N-elementidega. Testid on tõestanud, et O- ja N-sisalduse vähendamine vähendab valgete laikude teket, parandades seeläbi madala tsükli väsimust. Lisaks piirab O- ja N-sisalduse vähendamine ka oksiidi- ja nitriidlisandirühmade moodustumist. Nende mõjude vähendamiseks peaks selle sisaldus olema alla 50 ppm.
Sulami IN 706 puhul on selle peamised sadestumise faasid loetletud tabelis 3. Nende üleminekutemperatuuri-aja-transformatsioonikoguse seose kõver on näidatud joonisel 1. MC sadestumisjoon on seotud materjali lõõmutamisprotsessiga.
