اثرات دما بر خصوصیات خزش آلیاژ اینتل چیست؟

سلام! من به عنوان یک تأمین کننده آلیاژ Inconel ، دست اول را دیدم که چگونه دما می تواند تأثیر زیادی بر خصوصیات خزنده این آلیاژهای فوق العاده داشته باشد. در این وبلاگ ، من می خواهم خراب کنم که خزش چیست ، درجه حرارت آن در آلیاژهای اینتولل چقدر تأثیر می گذارد و چرا برای شما مهم است.

اول از همه ، بیایید در مورد خزش صحبت کنیم. خزش تغییر شکل آهسته و مداوم یک ماده در زیر بار ثابت با گذشت زمان است. این مانند تغییر شکل فوری است که هنگام اعمال نیرویی روی یک ماده به دست می آورید. این به تدریج اتفاق می افتد ، و می تواند یک مشکل واقعی در برنامه هایی باشد که ثبات طولانی مدت بسیار مهم است. به عنوان مثال ، در موتورهای هوافضا ، نیروگاه ها و تجهیزات پردازش شیمیایی ، اجزای ساخته شده از آلیاژهای اینتال اغلب برای دوره های طولانی در معرض درجه حرارت بالا و بارهای ثابت قرار می گیرند.

حال ، چرا دما چنین نقش بزرگی در خزش دارد؟ خوب ، هرچه دما بالا می رود ، اتمهای موجود در آلیاژ Infonel آزادتر شروع به حرکت می کنند. این افزایش تحرک اتمی باعث تغییر شکل مواد در زیر استرس می شود. در دماهای پایین ، اتمها محکم تر هستند و مواد در برابر خزش مقاوم تر هستند. اما با افزایش دما ، استحکام پیوند اتمی تضعیف می شود و سرعت خزش افزایش می یابد.

بیایید نگاهی بیندازیم2.4856 INCONEL 625باآلیاژ x 750وتN07718 ایالات متحدهبشر هر یک از این آلیاژها در دماهای مختلف خاصیت خزش متفاوتی دارند.

2.4856 INCONEL 625 به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی و استحکام دمای بالا شناخته شده است. در دماهای نسبتاً کم (تا حدود 650 درجه سانتیگراد) ، به دلیل ترکیب نیکل - کروم - مولیبدن ، مقاومت در برابر خزش خوبی دارد. آلیاژ یک لایه اکسید پایدار را روی سطح آن تشکیل می دهد که به محافظت از آن در برابر اکسیداسیون بیشتر و خوردگی کمک می کند. اما هرچه دما بالاتر از 650 درجه سانتیگراد باشد ، سرعت خزش شروع می شود. افزایش دما باعث می شود که آلیاژ دستخوش تغییرات ریزساختاری مانند بارش مراحل ثانویه شود که می تواند بر رفتار خزش آن تأثیر بگذارد.

آلیاژ x 750 یک آلیاژ بر پایه نیکل است. در دمای بالا از مقاومت بالا و مقاومت در برابر خزش خوب برخوردار است. در دمای بین 650 درجه سانتیگراد و 800 درجه سانتیگراد ، استحکام آلیاژ با بارش مراحل گاما - نخست (γ ') و گاما - دو برابر - نخست (γ') حفظ می شود. این مراحل به عنوان موانعی برای حرکت جابجایی عمل می کند ، که به کاهش سرعت خزش کمک می کند. با این حال ، در دماهای بسیار بالا (بالاتر از 800 درجه سانتیگراد) ، مراحل گاما - نخست و گاما - دو برابر - شروع به حل می کنند و مقاومت خزش کاهش می یابد.

UNS N07718 یکی دیگر از آلیاژهای محبوب این inconel است. این ماده به دلیل مقاومت زیاد ، مقاومت در برابر خوردگی خوب و خاصیت خزش عالی ، در کاربردهای توربین و توربین گازی مورد استفاده قرار می گیرد. در دمای تا حدود 700 درجه سانتیگراد ، آلیاژ سرعت خزش نسبتاً کمی دارد. این به دلیل ریزساختار پیچیده آن است که شامل ترکیبی از مراحل گاما - Prime و Delta است. اما از آنجا که دما بیش از 700 درجه سانتیگراد است ، سرعت خزش به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. افزایش دما باعث حل فاز دلتا می شود و این باعث کاهش مقاومت آلیاژ در برابر خزش می شود.

اثرات دما بر خصوصیات خزش آلیاژهای اینتل می تواند پیامدهای جدی برای عملکرد و قابلیت اطمینان اجزای ساخته شده از این آلیاژها داشته باشد. به عنوان مثال ، در برنامه های هوافضا ، مؤلفه ای که خزش بیش از حد را تجربه می کند می تواند منجر به از بین رفتن پایداری بعدی شود ، که می تواند بر آیرودینامیک هواپیما تأثیر بگذارد. در نیروگاه ها ، خزش می تواند باعث خرابی لوله ها و کشتی های فشار شود و منجر به خرابی پرهزینه و خطرات احتمالی ایمنی شود.

بنابراین ، چگونه می توانید با اثرات دما در خزش مقابله کنید؟ یک راه این است که آلیاژ مناسب برای برنامه خود را انتخاب کنید. اگر در دمای نسبتاً کم کار می کنید ، آلیاژ مانند 2.4856 INCONEL 625 ممکن است انتخاب خوبی باشد. اما اگر به عملکرد درجه حرارت بالا نیاز دارید ، آلیاژ x 750 یا UNS N07718 ممکن است مناسب تر باشد. رویکرد دیگر استفاده از تکنیک های طراحی است که استرس را بر روی مؤلفه به حداقل می رساند. به عنوان مثال ، می توانید از بخش های ضخیم تر استفاده کرده یا مؤلفه را با مواد اضافی تقویت کنید.

علاوه بر انتخاب آلیاژ و طراحی مناسب ، نظارت بر دما و استرس در حین کار نیز مهم است. با نگه داشتن این پارامترها در محدوده توصیه شده ، می توانید عمر خدمات مؤلفه را گسترش داده و خطر خرابی خزش را کاهش دهید.

من به عنوان یک تأمین کننده آلیاژهای Inconel ، اهمیت تهیه مواد با کیفیت بالا را که نیازهای خاص شما را برآورده می کند ، می فهمم. چه در هوافضا ، تولید برق یا صنعت پردازش شیمیایی باشید ، می توانم به شما در انتخاب آلیاژ اینتال مناسب برای کاربرد خود کمک کنم. اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد محصولات ما هستید یا در مورد اثرات دما بر خصوصیات خزنده سؤالی دارید ، در تماس با شما دریغ نکنید. ما می توانیم بحث مفصلی در مورد پروژه شما داشته باشیم و بهترین راه حل را برای شما پیدا کنیم.

منابع

• Callister ، WD ، & Rethwisch ، DG (2011). علوم و مهندسی مواد: مقدمه. ویلی
• کتابچه راهنمای ASM ، جلد 2: خواص و انتخاب: آلیاژهای غیر سودمند و مواد ویژه - هدف. ASM International.