INCONEL Legering 600

Vissa legeringar erbjuder den perfekta kombinationen av styrka, korrosionsbeständighet och arbetsförmåga, vilket gör dem till ett standardmaterial över ett brett spektrum av applikationer. INCONEL legering 600 är en sådan undrar-produkt, bevisar ett populärt val.

Av alla de olika legeringarna bär vi här på HTpipe, en av de mest använda och mångsidiga produkterna är INCONEL-legering 600. Och av goda skäl också. Kombinationen av en hög nickelhalt, krom och järn innebär att den uppvisar utmärkt korrosionsbeständighet i en rad miljöer, har god slaghållfasthet, och kan bearbetas och svetsas genom standardmetoder.

INCONEL-legering 600 är ett mycket mångsidigt material. Sedan den infördes på 1930-talet har det visat sig vara ett populärt val för en rad industrier, inklusive kemisk bearbetning, flyg och kärnkraft. Detta beror på dess hög temperatur styrka, och motståndskraft mot alla typer av frätande miljöer.

Korrosionsbeständighet

En av anledningarna till att INCONEL-legering 600 är ett standardmaterial i ett antal olika branscher är tack vare dess överlägsna korrosionsbeständighet. Inkludering av krom (ungefär 14-17%) i legeringens sammansättning ger den fantastisk motståndskraft mot oxiderande förhållanden vid både höga temperaturer och i korrosiva lösningar. Kromet ger också materialet motstånd mot svavelföreningar. Materialet har en mycket hög nickelhalt, vilket bidrar till dess motståndskraft i reducerande miljöer, samt alkaliska lösningar.

Den höga nickelhalten har en annan mycket anmärkningsvärd fördel för just denna legering. Ett vanligt problem med austenitiskt krom-nickel rostfritt stål är att de misslyckas på grund av stress-korrosionssprickning när i en miljö som innehåller klorider, bland andra förhållanden. Dessa faktorer kan inkludera stress, vatten och löst syre.

När nickelhalten i austenitiska legeringar ökas minskar denna tendens. Eftersom INCONEL Alloy 600 har ett minimum av 72% nickelhalt, är det nästan helt immunt mot denna klorid-jon stress-korrosionssprickning. Det finns fortfarande vissa villkor som kan orsaka stress-korrosion sprickbildning, såsom i närvaro av hög temperatur, höghållfasta kaustiska alkalier, men korrekt avspänningsbehandling före användning kan bidra till att bekämpa detta.

Stress-korrosion sprickbildning kan fortfarande uppstå i situationer när kvicksilver är närvarande vid högre temperaturer, men återigen finns det lösningar på detta problem som innebär korrekt stress-relief förfaranden. Det är därför det är så viktigt för designingenjörer som väljer ett material för ett industriellt projekt vet vilka yttre element och vilka temperaturer legeringen kommer att utsättas för, för att säkerställa att den är korrekt behandlad för sin avsedda slutapplikation.

Mekaniska egenskaper

Förutom dess korrosionsbeständighet och andra kemiska egenskaper har INCONEL-legering 600 ett bra utbud av mekaniska egenskaper. Det är möjligt att få ett brett spektrum av styrka, hårdhet och seghet, beroende på hur materialet behandlas.

Till exempel, i sitt glödgade tillstånd, INCONEL legering 600 har måttlig avkastning styrka 25-50 ksi (172-345 MPa) och töjning av 55 till 35%. Att veta den exakta avkastningen specifikationen är ett viktigt övervägande i valet av ett material för industriellt bruk. Den faktiska avkastningen styrka egendom beror på legeringens behandling, form och skick, så dessa värden är bara en guide till de typiska specifikationerna tillgängliga. Men om legeringen är kraftigt kallarbetad, kan dess egenskapsvärden vara betydligt högre. Avkastningen styrka INCONEL legering 600 i trådform (1,6-6,4 mm diameter) som har genomgått kalldragning och fjäderanlöpning kan uppvisa en avkastning styrka 150-210 ksi (1035-1450 MPa).

En annan viktig mekanisk egenskap är materialets draghållfasthet, den maximala stress ett material tål samtidigt som det sträcks ut innan det går sönder. Nominell rumstemperatur draghållfasthet varierar från 75-170 ksi (520-1170 MPa), men återigen är detta beroende av formen och skicket på det material som används. Under samma kallarbetade förhållanden och i trådform som nämnts ovan kan draghållfastheten nå 170-220 ksi (1170-1520 MPa). För högsta möjliga hållfasthetsvärden krävs kallbearbetning. Detta kombineras oftast med en värmebehandling också – som vi tittar närmare på närmare.

Medan INCONEL legering 600 är känd för sina högtemperaturapplikationer och slutanvändningar, är det viktigt att känna till effekten av kallare förhållanden också. T.ex. visar de dragiga egenskaperna hos kalldragen stav vid kryogena temperaturer en 20% reduktion. Inte alla mekaniska egenskaper påverkas av kallare miljöer dock. INCONEL legering 600 har god slagstyrka vid rumstemperatur, men den behåller praktiskt taget all denna styrka vid lägre temperaturer också. Det finns ingen tuff-till-spröd övergång med sjunkande temperatur i tester.

Utmattningshållfasthet är en annan viktig mekanisk egenskap att överväga. Detta är den maximala stress en materiel tål under upprepad belastning. Avancerade testningshöjdpunkter vilka variabler som har störst inverkan på utmattningshållfastheten hos INCONEL-legering 600. Olika kolhaltsvärden och varierande mängder varm/kall arbete har ingen synbar effekt på exempelvis beteendet cyklisk-stam. Kornstorlek och mekaniska egenskaper påverkar höghastighetsroterande utmattningshållfasthet för strålgjälv, men har liten effekt på trötthetshållfastheten i låg cykel.

Med tanke på de höga temperaturer, kritiska funktioner som INCONEL legering 600 används för, är dess krypvärde en annan viktig mekanisk faktor. Creep är den långsamma och gradvisa deformationen av ett objekt över tiden. Grundliga mekaniska tester visar att materialet inte förmblar efter lång exponering för höga temperaturer. Detta hjälper dess lämplighet för ett brett spektrum av industriella användningsområden och applikationer.

Industriella tillämpningar

Med tanke på hur mångsidig denna legering är, INCONEL legering 600 lämpar sig ett brett spektrum av olika tillämpningar, särskilt de där temperaturen är betydligt förhöjd. Detta inkluderar till exempel i ugnen och värmebehandlingsfält för retorts, lådor, muffles, trådbälten, valshärd. Legeringen presterar bra i dessa situationer tack vare sin tidigare nämnda motståndskraft mot oxidation och till de element som finns i ugnen atmosfär.

Legeringen används vanligen i nitriding behållare. Nitråkning är en ythärdande värmebehandling som appliceras på stål som fungerar genom att lösa upp kväve på metallens yta utan att riskera distorsion. Det har använts sedan början av 1900-talet, då metallurgisten Adolph Machlet upptäckte processen av en slump 1906. INCONEL-legering 600 är användbar som en del av inneslutningssystemet, eftersom det är motståndskraftigt mot kväve vid höga temperaturer.

En annan industri där integritet och prestanda är av största vikt, är kärnkraftsområdet, där material som används sätts i extrema förhållanden som involverar värme, frätande kemikalier och högt tryck. Denna tekniskt avancerade legering har blivit ett standardmaterial för konstruktion, särskilt i reaktors vattensystem. Detta är tack vare dess motståndskraft mot korrosion av högrenhetsvatten, och inga bevis för klorid-jon stress-korrosion sprickbildning i bruk. När INCONEL-legering 600 tillverkas för användning inom kärnkraftssektorn behöver den produceras till otroligt krävande specifikationer och ges en egen beteckning, INCONEL-legering 600T.

Det är också väl används i den kemiska industrin, för saker som bubbeltorn, förångare rör, värmare, rör ark, stillbilder, katod-ray tube spindlar och mer. På grund av dess goda korrosionsbeständighet är den användbar för flagning av tråg för tillverkning av natriumsulfid, samt utrustning för hantering av abietsyra vid tillverkning av pappersmassa.

Slutligen kan det användas inom elektronikindustrin, för komponenter som katod-ray tube spindlar, thyratron galler, rör stöd medlemmar och fjädrar.

Värmebehandling av legeringen

INCONEL-legering 600 kan vara tillverkade av både varmt och kallt arbete. Medan kallarbete härdar och stärker materialet, genom att kombinera kallt arbete med varmt arbete, är det möjligt att producera olika mekaniska egenskaper.

Vilken typ av värmebehandling som används beror på vilket slutresultat som behövs. Till exempel kommer en glödgningsbehandling på ca 1010°C i 15 minuter att ge ett mjukt material med finkornsstruktur, vilket ofta föredras då det ger bättre korrosionsbeständighet och högre drag-, utmattnings- och slaghållfasthet. Men för maximal kryp- och bristningsstyrka behandlas den bäst vid 1090°C-1150°C i en till två timmar, vilket löser upp karbiderna och ger en ökad kornstorlek.

Detta är bara mer bevis på denna legering mångsidighet, visar att den kan anpassas, genom expert utförande, för att möta behoven hos ett så brett spektrum av industriella tillämpningar.