Чи знаєте ви, що таке сплав інконель706?
Інконель 706 (скорочено IN 706) — це сплав на основі Ni-Fe-Cr, зміцнений дисперсійним зміцненням. Він має характеристики розумного хімічного співвідношення, мало металургійних дефектів, низьку сегрегацію компонентів, чудову продуктивність обробки та низьку вартість. Тому його можна використовувати для виробництва великогабаритних і надвеликих високотемпературних сплавів для задоволення потреб важкої промисловості. Крім того, сплав має високу міцність при 700 градусах і гарну стійкість до окислення та корозії в широкому температурному та середньому діапазоні, тому він має велике технічне та економічне значення.
Зі швидким розвитком турбінних двигунів, газових турбін і атомної промисловості зростає потреба у великогабаритних високотемпературних сплавах. Це спричинило дві проблеми: одна – сегрегація елементів великорозмірних зливків і контроль різноманітних металургійних дефектів, а інша – технологія їх обробки та формування. Для попередніх високотемпературних сплавів на основі нікелю, таких як IN 718, було важко відповідати цій вимозі. Тому в 1970-х роках Американська міжнародна нікелева компанія розробила новий тип високотемпературного сплаву на основі Ni-Fe IN 706. Його основні фізичні властивості наведені в табл. 1. Цей сплав вважається одним із найперспективніших матеріалів у галузі жароміцних сплавів для важкої промисловості. З цієї причини в 1994 році в США відбулася міжнародна конференція, присвячена цьому сплаву. Видно, що набуває нового піднесення в його дослідженнях. Однак наразі цей матеріал у Китаї мало вивчений. У статті розглядаються результати останніх досліджень цього сплаву за кордоном.
2. Склад і фазові перетворення сплавів
Склад цього сплаву дуже мало змінився з моменту його створення в 1970-х роках, і в таблиці 2 наведено стандартний діапазон складу для цього сплаву. Причина, чому люди віддають перевагу сплаву IN 706, полягає в тому, що він має хороші металургійні властивості та властивості обробки, які безпосередньо невіддільні від складу. У порівнянні зі сплавом IN 718 вміст Nb і Ni в ньому знижений. Елемент Mo було вилучено, а вміст Ti збільшено. Усі ці зміни складу безпосередньо впливають на металургію, обробку та механічні властивості сплаву. З цієї причини необхідно вивчати склад сплаву.
Елементи Nb і Ti: вони є основними елементами, що утворюють зміцнюючу фазу в Тайцзіні, і відіграють ключову роль у характеристиках сплаву. Випробування довели, що вміст (Ti+Nb) і співвідношення Ti/Nb необхідно належним чином контролювати. Коли загальна кількість (Ti+Nb) збільшується з 3,99% до 4,77% за масою, твердість і міцність сплаву збільшуються, а також зростає довговічність і в'язкість до руйнування. Однак, коли загальна кількість (Ti+Nb) перевищує 4,81%, пластичність при кімнатній температурі знижується. Довготривала в’язкість до руйнування також знижується, оскільки співвідношення Ti/Nb є малим, що впливає на форму, розмір і розподіл виділень, тим самим впливаючи на продуктивність. З цією метою загальну кількість (Ti+Nb) слід контролювати на рівні близько 4,7%, а співвідношення Ti/Nb має становити близько 0.68, щоб отримати кращу загальну продуктивність. Причина, чому вміст Nb у сплаві IN 706 необхідно зменшити, полягає в тому, що він є елементом, що формує сильну точкову зміщення. Це ґрунтується на тому факті, що точкове зміщення спричинене фазою Лавеса, багатою на Nb і Mo.
Елемент Al: це один із основних формуючих елементів фази Ni₃ (Al, Ti, Nb) (також називається фазою). У сплаві IN 706 вміст Al зменшено приблизно на 0,2% порівняно з IN 718, і його метою є покращення продуктивності обробки та зварювання. Зменшення вмісту Al призводить до змін організаційної структури фази Y під час різних термообробок. Наприклад, коли вміст Al менше ніж {{10}}.2%, коли сплав знаходиться в дещо зістареному стані, Y-структура є об’ємно-центрованим квадратом, зазвичай представленим Y». перешкода дислокаціям є сильнішою, ніж гранецентрована кубічна Y-фаза, і Розмір критичної частинки під час випадання невеликий, тому міцність при кімнатній температурі висока. Зі збільшенням вмісту Al у сплаві гранецентрована кубічна Y-структура стає основною структурою виділеної фази, при цьому постійна ґратки Y і щільність упаковки при зміні структури зростає критичний розмір частинок, що виділяються, що зменшує перешкоди руху дислокацій і знижує міцність. довели, що вміст Al в діапазоні від 0,2 до 0,4% підходить для сплаву IN 706.
Елемент Si: безпосередньо впливає на фазу Лавеса. Вміст кремнію, наведений у стандарті, нижче {{0}}.35 мас.%, але на верхній межі цього діапазону утворюється фаза Лавеса. У цей час на межах зерен часто утворюється мережа фаз Лавеса, що призводить до значного зниження ударної в’язкості за Шарпі. З цієї причини вміст кремнію слід контролювати нижче 0,1%, що ефективно запобігатиме утворенню фази Лавеса.
Елемент C: вміст елемента C впливає на міцність і ефективність обробки матеріалу. Випробування показали, що коли вміст C зменшується від {{0}}.03% до 0,01% ваги, значення ударної в’язкості за Шарпі збільшиться [1]. Зменшення вмісту С також покращує технологічність за рахунок зменшення утворення карбіду.
Елементи O і N: вони безпосередньо впливають на утворення білих плям у сплаві, тому що білі плями є областями, збідненими Nb і Ti, і ці області завжди збагачені великою кількістю елементів O і N. Випробування довели, що зменшення вмісту O та N зменшить утворення білих плям, тим самим покращуючи характеристики малоциклової втоми. Крім того, зменшення вмісту O і N також обмежить утворення оксидних і нітридних домішкових груп. Щоб зменшити ці ефекти, його вміст має бути менше 50 ppm.
Для сплаву IN 706 його основні фази виділення наведено в таблиці 3. Крива залежності між температурою переходу, часом і кількістю трансформації показана на малюнку 1. Лінія виділення MC пов’язана з процесом відпалу матеріалу.
