ما هي المادة إنكونيل 625؟

إنكونيل 625 عبارة عن سبيكة من النيكل والكروم والموليبدينوم مع إضافة النيوبيوم، والإجابة المنشورة على السؤال الموجود في العنوان هي جملة من نشرة السبائك: قوتها تأتي من تأثير تصلب الموليبدينوم والنيوبيوم على مصفوفة النيكل والكروم، لذلك لا يلزم إجراء معالجات تصلب بالترسيب. هذه هي هوية المادة. كل شيء آخر يتعلق به، كيف يتم شراؤه، وكيف يتم لحامه ولماذا تم اختياره على الدرجة المجاورة له في معظم قوائم الاستفسارات، يتبع من تلك الجملة الواحدة.

الاسم نفسه يحتاج إلى تفريغ أولاً، لأن Inconel هو اسم تجاري وليس تسمية مادية. المادة هي UNS N06625، W.Nr. 2.4856، وISO NW6625، وهي مدرجة في NACE MR-01-75. أمر الشراء المكتوب مقابل اسم تجاري وحده يترك المواصفات مفتوحة؛ أمر الشراء المكتوب مقابل رقم UNS لا يفعل ذلك. يشير كلا الاسمين إلى نفس السبيكة، والسبيكة متوفرة في جميع أشكال المطاحن القياسية بما في ذلك القضبان، والقضبان، والأسلاك، واللوحة، والصفائح، والشرائط، والأشكال، والمنتجات الأنبوبية.

التكوين وكيف يتم تحريفه عادة

حدود المواصفات أدناه هي تلك المنشورة، والعمود الموجود على اليمين موجود لأن ثلاثة من هذه الأرقام تتم طباعتها بشكل خاطئ. السبيكة مصنوعة من النيكل، وأرقام الحديد والألومنيوم والتيتانيوم كلها هي الحد الأقصى، وليس الحد الأدنى. اقرأ بالعكس، فهم يصفون مادة مختلفة.

لماذا لا توجد حاجة للمعالجة الحرارية، وما الذي يشتريه ذلك؟

آلية التقوية هي سبب شراء هذه السبيكة بدون جدول معالجة حرارية مرفق بها. الموليبدينوم والنيوبيوم المذابان في المصفوفة يعملان على تقوية المادة، ولأن القوة تحملها عناصر في المحلول بدلاً من الراسب الذي يجب تنميته، فلا حاجة إلى دورة تعتيق ولا يوجد شيء يمكن تجاوزه. المقارنة أدناه هي التي تحدد معظم المواصفات، لأن الدرجتين تظهران معًا في كل استفسار عن درجات الحرارة المرتفعة تقريبًا.

فالاثنان ليسا متنافسين بقدر ما هما إجابات لأسئلة مختلفة، والاختبار العملي هو ما إذا كان التصميم محدودًا بالقوة أو بالتآكل. عندما يكون التآكل عند درجة الحرارة محدودًا، فإن هذه السبيكة هي التي يمكن لحامها ووضعها في الخدمة دون خطوة معالجة حرارية في منتصف تسلسل التصنيع.

الخواص الميكانيكية حسب الشكل والحالة

النطاقات أدناه هي النطاقات المنشورة، والملاحظة المنشورة المرفقة بها تستحق التكرار مع الجدول: فهي مركبات لمختلف أحجام المنتجات حتى 4 بوصات وهي غير مناسبة لأغراض المواصفات. يأخذ أمر الشراء الحد الأدنى من المعيار الذي يغطي النموذج.

من السهل تفويت شيئين يتعلقان بهذا الجدول. تكون الحالة المعالجة بالمحلول أضعف من الحالة الملدنة في درجة حرارة الغرفة، ولا تزال الخيار الصحيح للخدمة الأكثر سخونة لأن التوجيهات المنشورة توصي بالحالة المعالجة بالمحلول للمكونات التي تتطلب مقاومة مثالية للزحف أو التمزق، بينما توصف المواد الملدنة ذات الحبيبات الدقيقة بأنها مفيدة حتى 1500 درجة فهرنهايت لقوة التعب والصلابة وقوة الشد. وبالتالي فإن الاختيار بين الشرطين هو قرار خدمة وليس قرار جودة.

ماذا يفعل التعرض الطويل لدرجة الحرارة المتوسطة؟

وهذا السلوك يتناقض مع الوصف المعتاد للسبيكة بأنها بسيطة من الناحية الهيكلية، وهو منشور في النشرة بأرقام مقاسة. تم الاحتفاظ بعينات من القضبان الملدنة لمدة 2000 ساعة عند ثلاث درجات حرارة، وتم قياس كل من درجة حرارة الغرفة وخصائص درجة الحرارة بعد ذلك.

اقرأ الصف الثاني بعناية، لأنه هو الذي يقرر ما إذا كان عمر الخدمة الطويل سيغير المادة. ألفي ساعة عند 649 درجة مئوية ترفع قوة الخضوع في درجة حرارة الغرفة من 479 ميجا باسكال إلى 872 ميجا باسكال، وهي زيادة تبلغ حوالي ثمانين بالمائة، وتخفض الاستطالة من 54 بالمائة إلى 30 بالمائة. توصف السبيكة بأنها تتصلب عند التعرض لدرجات حرارة متوسطة، والآلية هي ترسيب مرحلة غنية بالنيوبيوم تصفها نفس مجموعة البيانات المنشورة بأنها قادرة على التسبب في التقصف عند درجات حرارة أعلى من حوالي 650 درجة مئوية على مدى فترات طويلة. وسجلت القياسات أيضًا انكماشًا بنحو 0.048% في العينات المعرضة لدرجة حرارة تتراوح بين 1200 و1400 درجة فهرنهايت.

بالنسبة للمشتري فإن النتيجة محددة. إن المكون الذي يعمل بدرجة حرارة أعلى من 650 درجة مئوية تقريبًا لسنوات سيكون مادة مختلفة في نهاية تلك الفترة عن تلك التي تم تركيبها: أقوى، وأقل ليونة، وأصغر قليلاً. توجد جودة إجهاد دورة منخفضة للسبائك لهذا السبب بالضبط. يتم إنتاجه باستخدام الكربون والسيليكون والنيتروجين الذي يتم التحكم فيه بمستويات منخفضة، وهو الدرجة المتوفرة للمنافيخ والمكونات المماثلة المحملة دوريًا. عندما يحدث عمر طويل لدرجة الحرارة المرتفعة والتحميل الدوري معًا، فإن الجودة القياسية ليست هي الشراء الصحيح والجودة الخاضعة للرقابة هي كذلك.

الثوابت الفيزيائية وحدود الخدمة

المعالجة الحرارية وتصنيع النوافذ

المعالجات الحرارية موجودة للتنعيم والتخفيف وليس للتقوية، ولكل منها نافذة منشورة.

المعايير حسب النموذج

يعتمد المعيار المطبق على شكل المنتج، وتشترك مواصفات ASTM الثلاثة التي تغطي النماذج الشائعة في تركيبة واحدة ولكن ليس مجموعة واحدة من المتطلبات الميكانيكية. بالنسبة للألواح والصفائح والأشرطة، فهي ASTM B443 مع ASME SB443، جنبًا إلى جنب مع SAE/AMS 5599 و5869، ISO 6208، BS 3072NA21، DIN 17750 وEN 10095. بالنسبة للقضبان والقضبان، فهي ASTM B446 مع ASME SB446، جنبًا إلى جنب مع SAE/AMS 5666، ISO 9723، BS 3076NA21، DIN 17752، EN 10095 وASME Code Case 1935.

تنقسم الأشكال الأنبوبية إلى أبعد من المنتجات المسطحة. الأنابيب والأنابيب غير الملحومة تأتي تحت ASTM B444 مع B829 للمتطلبات العامة وما يعادلها من ASME، مع SAE/AMS 5581، ISO 6207 وBS 3074NA21 جنبًا إلى جنب. الأنبوب الملحوم يأتي تحت ASTM B704 مع B751 للمتطلبات العامة، والأنابيب الملحومة تحت ASTM B705 مع B775. يأتي مخزون المطروق تحت ASTM B564 مع ASME SB564 وISO 9725 وDIN 17754 وASME Code Case 1935، والأسلاك تحت SAE/AMS 5837 مع ISO 9724 وDIN 17753، والتجهيزات تحت ASTM B366 مع ASME SB366. يغطي المعياران ISO 4955A وDIN 17744 التركيب الكيميائي لجميع أشكال المنتجات.

والمغزى من القائمة أن الأمر المكتوب على أحد هذه الأرقام لا يستبدل بأمر المكتوب على آخر، لأن المتطلبات الميكانيكية والتغيرات المسموح بها تختلف فيما بينها وإن لم يختلف التركيب. أمر الشراء الذي يذكر السبيكة والشكل ولكن ليس المعيار قد ترك الحد الأدنى المطبق مفتوحًا.

أسئلة يطرحها المشترون

ما هي مادة Inconel 625 بالضبط؟

سبيكة من النيكل والكروم والموليبدينوم مع إضافة النيوبيوم، UNS N06625 وW.Nr. 2.4856، حيث تأتي القوة من الموليبدينوم والنيوبيوم الموجودين في محلول صلب في مصفوفة النيكل والكروم. نظرًا لأن القوة يتم نقلها عن طريق عناصر في المحلول بدلاً من الراسب، فإن معالجات تصلب الترسيب غير مطلوبة، ويتم تسليم السبيكة في حالة صلبة أو معالجة بالمحلول دون الحاجة إلى معالجة حرارية إضافية.

هل يحتاج Inconel 625 إلى معالجة حرارية؟

ليس من أجل القوة. النوافذ المنشورة عبارة عن تصلب عند 925 إلى 1040 درجة مئوية مع وصف معدل التبريد بأنه غير حرج، وهو محلول يصلب عند 1090 إلى 1200 درجة مئوية، وتخفيف الضغط عند 590 إلى 760 درجة مئوية أو ما يصل إلى 870 درجة مئوية للتخفيف الكامل. يوصى باستخدام الحالة المعالجة بالمحلول حيث تكون المقاومة المثلى للزحف أو التمزق مطلوبة، وتكون المواد الصلبة ذات الحبيبات الدقيقة مفيدة حتى 1500 درجة فهرنهايت لقوة الكلال وخصائص الشد. إن الاختيار هو قرار خدمة، ولا تعتبر أي من هذه العلاجات بمثابة دورة تقادم.

كيف يختلف عن Inconel 718؟

في كيفية الحصول على القوة، وهذا الاختلاف يمر عبر المواصفات بأكملها. يتم تقوية هذه السبيكة بمحلول صلب ولا تحتاج إلى معالجة الشيخوخة؛ يتم تقوية 718 من خلال تفاعل الترسيب ويجب أن يتم تعتيقه للوصول إلى قوته القابلة للاستخدام، مما يضع عملية حرارية محددة داخل تسلسل التصنيع. تنص الإرشادات المنشورة لهذه السبيكة على أن التسخين المسبق والحرارة اللاحقة والمعالجة الحرارية بعد اللحام ليست مطلوبة. عندما يكون التصميم محدودًا بالقوة، سيكون 718 أقوى. عندما يكون التآكل محدودًا عند درجة الحرارة ويجب تصنيع الجزء ولحامه، فإن هذه السبيكة هي الطريق الأسهل.

ما هي درجة الحرارة القصوى للخدمة؟

نطاق الخدمة المنشور مبرد إلى 1800 درجة فهرنهايت، أي 982 درجة مئوية. هناك أيضًا مؤهل منفصل لأوعية الضغط عند 815 درجة مئوية، وهو أقل لأنه مؤهل تصميمي بدلاً من القدرة المادية. توجد صفحات منشورة تشير إلى 1093 درجة مئوية كقدرة على تحمل درجات الحرارة المرتفعة، وهو أعلى من نطاق الخدمة المنشورة. وأي ادعاء بشأن المقاومة عند درجة حرارة أعلى من نطاق الانصهار الذي يتراوح بين 1290 و1350 درجة مئوية، فهو يصف سائلًا بدلًا من سبيكة.

هل تتغير السبيكة إذا ظلت ساخنة لفترة طويلة؟

نعم، والقياسات المنشورة تحدد ذلك. عاد الشريط الصلب الذي تم الاحتفاظ به لمدة 2000 ساعة عند 649 درجة مئوية بقوة خضوع في درجة حرارة الغرفة تبلغ 872 ميجا باسكال مقابل 479 ميجا باسكال قبل التعرض، مع انخفاض الاستطالة من 54% إلى 30%، وتقلصت العينات بحوالي 0.048%. يُعزى التصلب إلى ترسيب مرحلة غنية بالنيوبيوم، وتشير البيانات المنشورة إلى أن هذه المرحلة يمكن أن تسبب التقصف عند درجة حرارة أعلى من حوالي 650 درجة مئوية على مدى فترات طويلة. وبالتالي فإن العمر الطويل لدرجات الحرارة المرتفعة يغير المادة، وعندما يحدث تحميل دوري معها، فإن جودة دورة الكلال المنخفضة مع الكربون والسيليكون والنيتروجين الخاضعين للرقابة هي الدرجة التي يجب تحديدها.

لماذا تم ذكر التحكم بالسيليكون والنيتروجين في المنفاخ؟

نظرًا لأن جودة دورة الكلال المنخفضة للسبيكة يتم إنتاجها باستخدام الكربون والسيليكون والنيتروجين عند مستويات منخفضة، وهذه الجودة هي التي يتم توفيرها للمنفاخ والمكونات المماثلة المحملة دوريًا. لم تتغير حدود التركيب المنشورة للدرجة القياسية عند الحد الأقصى للكربون 0.10 والسيليكون 0.50 كحد أقصى، وبالتالي فإن التحكم الأكثر صرامة في جودة الكلال هو مواصفات شراء بدلاً من جدول سبيكة مختلف. عندما يتم تحميل جزء بشكل دوري عند درجة الحرارة، فإن الجودة القياسية والجودة الخاضعة للرقابة غير قابلة للتبادل.

ملخص

Inconel 625 عبارة عن محلول صلب من سبائك النيكل والكروم والموليبدينوم مع النيوبيوم، UNS N06625 وW.Nr. 2.4856، الذي تأتي قوته من تقوية الموليبدينوم والنيوبيوم للمصفوفة، لذلك لا يلزم معالجة تصلب الترسيب ولا يمكن زيادة عمر أي شيء. يتم تسليمه ملتدًا أو معالجًا بالمحلول، وملحومًا بدون تسخين مسبق ولا معالجة حرارية بعد اللحام، ويستخدم من درجة الحرارة المبردة إلى 982 درجة مئوية، مع مؤهل وعاء ضغط منفصل عند 815 درجة مئوية. تكوينه هو النيكل بنسبة 58.0% كحد أدنى، والكروم بنسبة 20.0 إلى 23.0%، والموليبدينوم بنسبة 8.0 إلى 10.0%، والنيوبيوم بالإضافة إلى التنتالوم بنسبة 3.15 إلى 4.15%، والحديد والألومنيوم والتيتانيوم جميعها كحد أقصى بدلاً من الحد الأدنى. الخدمة الطويلة فوق حوالي 650 درجة مئوية تغيرها: ترتفع القوة وتنخفض الليونة من خلال ترسيب مرحلة غنية بالنيوبيوم، وهذا هو السبب في وجود جودة منخفضة دورة الكلال مع الكربون والسيليكون والنيتروجين الخاضعين للرقابة للمنافيخ والأجزاء المحملة دوريًا.

يتم توريد السبيكة من تشانغتشو، جيانغسو في شكل قضبان، وقضبان، وأسلاك، وألواح، وصفائح، وأشرطة، وأشكال، ومطروقات ومنتجات أنبوبية، في ظروف ملدنة ومعالجة بالمحلول، وفقًا للمعايير التي تغطي كل شكل، من مصنع حاصل على شهادة ISO 9001 ويتم تدقيقها بواسطة SGS. أرسل النموذج والحالة ودرجة حرارة الخدمة وما إذا كان الواجب دوريًا، والمواصفات تتبع تلك الإجابات الأربع.

مراجع

1. النشرة الفنية للمعادن الخاصة لسبائك INCONEL 625 وUNS N06625 وW.Nr. 2.4856. مصدر للبيان بأن قوة السبيكة مستمدة من تأثير تصلب الموليبدينوم والنيوبيوم على مصفوفة النيكل والكروم بحيث لا تكون هناك حاجة إلى معالجات تصلب الترسيب، وتتراوح درجة حرارة الخدمة من المبردة إلى 1800 درجة فهرنهايت و982 درجة مئوية، وحدود التركيب في الجدول 1، والثوابت الفيزيائية والخصائص الحرارية في الجداول 2 و3 و4، والخواص الميكانيكية الاسمية لدرجة حرارة الغرفة حسب الشكل والحالة في الجدول 5. مع ملاحظتها أن النطاقات عبارة عن مركبات وغير مناسبة لأغراض المواصفات، والتوصية بالحالة المعالجة بالمحلول للحصول على أفضل مقاومة للزحف والتمزق مع الملاحظة المتعلقة بالمواد الصلبة ذات الحبيبات الدقيقة التي تصل إلى 1500 درجة فهرنهايت.
2. نفس النشرة، الجدول 6 ومذكرة ثبات الأبعاد. مصدر لتأثير التعرض لمدة 2000 ساعة عند 1200 و1400 و1600 درجة فهرنهايت على درجة حرارة الغرفة وخصائص درجة الحرارة، والانكماش بحوالي 0.048% المسجل للعينات المعرضة بين 1200 و1400 درجة فهرنهايت، والبيان بأن بعض التصلب يحدث في السبيكة عند التعرض لدرجات حرارة متوسطة.
3. نفس النشرة قسم المواصفات. مصدر للتسمية كـ UNS N06625، W.Nr. 2.4856 وISO NW6625، والقائمة في NACE MR-01-75، والبيان بأن السبيكة متوفرة في جميع أشكال المطاحن القياسية، والمعايير المدرجة مقابل كل نموذج منتج بما في ذلك معادلات ASTM وASME وتسميات ISO وDIN وBS وEN وSAE وAMS.
4. نفس النشرة وأقسام اللحام والمعالجة الحرارية. مصدر البيان بأن التسخين المسبق والحرارة اللاحقة والمعالجة الحرارية بعد اللحام ليست مطلوبة، والعمليات المستخدمة ومتطلبات التدريع بالأرجون، ولاحظ أن المنطقة المحيطة باللحام يجب أن تكون نظيفة لمنع تلوث حوض اللحام، والمواد الاستهلاكية المدرجة للخدمة العادية، وقوة أعلى وأفضل مقاومة للتآكل.
5. بيانات المنتج المنشورة الخاصة بالسبائك وجودة التعب المنخفض للدورة كما تم توزيعها بواسطة نسخ بيانات المنتج. مصدر التلدين عند 925 إلى 1040 درجة مئوية مع معدل تبريد غير حرج، يصلب المحلول عند 1090 إلى 1200 درجة مئوية، نطاق تخفيف الضغط من 590 إلى 760 درجة مئوية أو ما يصل إلى 870 درجة مئوية للتخفيف الكامل، التأهيل المسبق لاستخدام أوعية الضغط حتى 815 درجة مئوية، وصف جودة التعب في الدورة المنخفضة كجودة خاصة للاستخدام في منفاخ مصنوع من الكربون والسليكون والنيتروجين يتم التحكم فيه بمستويات منخفضة، والقيم الفيزيائية المعطاة بالوحدات المترية بما في ذلك الكثافة 8440 كجم/م3، ونطاق الانصهار، والمقاومة 1.29 ميكرو أوم متر، والحرارة النوعية 410 جول/كجم درجة مئوية، ومتوسط معامل التمدد 12.8، والتوصيل الحراري 9.8 وات/م.درجة مئوية عند 20 درجة مئوية.
6. البيانات الفنية المنشورة للسبائك كما تم تعميمها من قبل موردي المواد. مصدر للبيان القائل بأن ترسيب الطور الغني بالنيوبيوم أعلى من حوالي 650 درجة مئوية خلال فترات الخدمة الممتدة يمكن أن يسبب التقصف، وللتوصية بتقييم جودة إجهاد الدورة المنخفضة أو الدرجة المتصلبة بالترسيب عندما يكون التشغيل في درجة حرارة مرتفعة على المدى الطويل مطلوبًا.
7. تم الاحتفاظ بسجلات التسليم لسبائك DLX التي تغطي Inconel 625 في القضبان والقضبان والأسلاك والألواح والصفائح والأشرطة والأشكال والمطروقات والمنتجات الأنبوبية. مصدر النماذج والشروط المقدمة.

كل رقم أعلاه هو قيمة منشورة للسبيكة والحالة المذكورة، والنطاقات المركبة في جدول الخصائص الميكانيكية ليست مناسبة لأغراض المواصفات. وتعتمد الخصائص على الشكل والحالة وحجم القسم معًا، ويعتمد سلوك المكون في الخدمة الطويلة على درجة الحرارة والوقت أيضًا. يعتمد قبول الدفعة المسلمة على شهادة اختبار المطحنة الصادرة وفقًا للمعيار المسمى في الطلب، ويجب التحقق من تصميم خدمة درجة الحرارة المرتفعة مقابل الإصدار الحالي من الكود المطبق بدلاً من مقارنته بالنشرة.