اینکونل 718 (UNS N07718 / W.Nr. 2.4668) یک آلیاژ نیکل-کروم حاوی نیوبیوم (Nb)، مولیبدن (Mo) و آهن (Fe) است. این آلیاژ متعلق به ... سوپرآلیاژ رسوب سخت شده خانواده، ارائه دهنده استحکام استثنایی در دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت جوشکاری عالی.
تاریخچه اینکونل ۷۱۸
برای پرداختن به مسائل ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی و استحکام ناکافی در آلیاژهای سنتی اینکونل (مانند اینکونل ۶۰۰ و ۶۲۵) در شرایط دما و فشار بالا - به ویژه در کاربردهایی مانند موتورهای هواپیما و توربینهای گازی - شرکت بینالمللی نیکل (INCO) (اکنون بخشی از شرکت فلزات ویژه) توسعه یافته اینکونل ۷۱۸ در سال ۱۹۵۹.
از دهه ۱۹۶۰، اینکونل ۷۱۸ به طور گسترده در صنعت هوافضا، از جمله اجزای موتورهای برنامه فضایی ناسا، مورد استفاده قرار گرفت. این ماده به یک ماده کلیدی برای دیسکها، محفظهها، بستها، فنرها و آببندهای توربین موتور جت تجاری و نظامی تبدیل شد. به دلیل مقاومت استثنایی در برابر خوردگی و استحکام بالا، در تجهیزات انرژی هستهای و حفاری در اعماق دریا نیز مورد استفاده قرار گرفت. توسعه اینکونل ۷۱۸ پیشرفت قابل توجهی در آلیاژهای دما بالا برای بخشهای هوافضا و انرژی ایجاد کرد.
نام های تجاری رایج
- اینکونل® ۷۱۸ (فلزات ویژه)
- آلیاژ ۷۱۸
- هاینز® ۷۱۸
- ATI 718 (شرکت فناوریهای آلگنی)
- اودیمت® ۷۱۸
گریدهای معادل اینکونل ۷۱۸
| استاندارد | نمره معادل | یادداشت ها |
| UNS | N07718 | تعیین سیستم شمارهگذاری یکپارچه |
| ورکستوف شماره | 2.4668 | تعیین استاندارد آلمان |
| ASTM | ASTM B637 (میله)، B670 (صفحه)، B670M | استاندارد برای اشکال مختلف |
| ای ام اس | AMS ۵۶۶۲ / AMS ۵۶۶۳ / AMS ۵۵۹۶ / AMS ۵۶۶۴ | مشخصات مواد هوافضا (میله، صفحه، ورق، فورج) |
| ISO | ISO 15156-3 (مطابق با NACE MR0175) | قابل استفاده در محیطهای گاز ترش |
| AFNOR | NC19FeNb | نام فرانسوی |
| BS | NA 51 | استاندارد بریتانیا |
| JIS | ان سی اف ۷۱۸ | استاندارد صنعتی ژاپن |
| جنرال الکتریک / بوئینگ / رولز-رویس | کدهای داخلی مختلف | مورد استفاده در مشخصات OEM هوافضا |
مزایای کلیدی اینکونل ۷۱۸
| مزیت | توضیحات |
| 🔩 مقاومت عالی در دمای بالا | استحکام کششی، خزشی و خستگی فوقالعادهای را تا دمای 650 درجه سانتیگراد حفظ میکند. |
| 🔧 جوش پذیری عالی | برخلاف بسیاری از آلیاژهای نیکل با استحکام بالا، اینکونل ۷۱۸ را میتوان بدون ترک خوردگی جوشکاری کرد و عموماً نیازی به عملیات حرارتی پس از جوشکاری ندارد. |
| ⛓ مقاومت استثنایی در برابر خوردگی | مقاومت بالایی در برابر اکسیداسیون، حفرهدار شدن، خوردگی شکافی و محیطهای شیمیایی خورنده نشان میدهد. |
| 🧪 قابلیت ماشینکاری خوب | شکلپذیری و ماشینکاری مطلوبی را در شرایط آنیل محلولی ارائه میدهد، مناسب برای تراشکاری، فرزکاری و غیره. |
| 🌀 سخت شدن رسوبی عالی | تقویتشده با فازهای γ″ و γ′؛ امکان کنترل دقیق خواص مکانیکی را از طریق عملیات حرارتی فراهم میکند. |
| 🛠 پایداری سازهای بالا | پایداری ابعادی، مقاومت در برابر تغییر شکل و آزادسازی تنش را در شرایط کارکرد طولانی مدت در دمای بالا فراهم میکند. |
| 🛰 ایدهآل برای محیطهای سخت | طراحی شده برای موتورهای هوافضا، راکتورهای هستهای، حفاری در اعماق دریا و سایر کاربردهای دشوار. |
کاربردهای اینکونل ۷۱۸
✈️ هوافضا: اجزای موتور توربین گازی، پرههای توربین، محفظههای احتراق، بستها، قطعات ارابه فرود، نازلها و سازههای محافظ حرارتی.
⚙️ انرژی و تولید برق: اجزای راکتور هستهای، صفحات لوله مولد بخار، پیچ و مهرههای فشار بالا و قطعات مقطع داغ توربینهای گازی.
🛢 نفت و گاز: ابزارهای درون چاهی، تجهیزات سرچاهی، قطعات BOP، شیرآلات و اجزایی که در معرض محیطهای گاز ترش (H₂S) قرار دارند.
🧪 فرآوری شیمیایی: راکتورها، مبدلهای حرارتی، محفظههای پمپ و قطعات داخلی مخازن تحت فشار در شرایط خورنده و دمای بالا.
🚢 دریایی و فراساحلی: شفتهای پمپهای شناور، سیستمهای پروانه، بستهای مقاوم در برابر خوردگی و رابطهای زیر دریا - بهویژه در آب دریای غنی از کلرید.
🏥 تجهیزات پزشکی: ابزارهای جراحی، ایمپلنتهای با استحکام بالا و اجزای مقاوم در برابر خوردگی (پس از پردازش مناسب).
🚀 دفاع و فضا: نازلهای موشک، محفظههای موتور سوخت جامد، اجزای موشک و تکیهگاههای سازههای هوافضا.
ترکیب شیمیایی معمول اینکونل ۷۱۸
| عنصر | محتوا (%) | تابع |
| نیکل (نیکل) | ۵۰.۰–۵۵.۰ | عنصر پایه؛ استحکام در دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی را فراهم میکند. |
| کروم (کروم) | ۱۷.۰–۲۱.۰ | مقاومت در برابر اکسیداسیون را ارائه میدهد و یک فیلم اکسید محافظ تشکیل میدهد. |
| آهن (آهن) | موجودی (تقریباً ۱۷۱TP3T) | ترکیب آلیاژ را متعادل کرده و قابلیت ماشینکاری را بهبود میبخشد. |
| نیوبیوم + تانتالوم (Nb + Ta) | ۴.۷۵–۵.۵۰ | فاز استحکامبخش γ″ (Ni₃Nb) را تشکیل میدهد؛ عناصر اصلی سختکننده. |
| مو (مولیبدن) | ۲.۸۰–۳.۳۰ | استحکام و مقاومت در برابر خوردگی حفرهای را افزایش میدهد. |
| تیتانیم (تیتانیوم) | ۰.۶۵–۱.۱۵ | با آلومینیوم کار میکند و فاز γ′ (Ni₃(Al,Ti)) را تشکیل میدهد؛ استحکام حرارتی را بهبود میبخشد. |
| آل (آلومینیوم) | ۰.۲۰–۰.۸۰ | به تقویت رسوب γ′ و مقاومت در برابر اکسیداسیون کمک میکند. |
| کبالت (Co) | ≤ 1.0 | استحکام گرم را افزایش میدهد؛ معمولاً یک عنصر باقیمانده است. |
| C (کربن) | ≤ 0.08 | استحکام را افزایش میدهد؛ مقادیر بیش از حد ممکن است باعث رسوب کاربید شود. |
| منگنز (منگنز) | ≤ 0.35 | قابلیت کار گرم را بهبود میبخشد و به عنوان یک اکسیدزدا عمل میکند. |
| Si (سیلیکون) | ≤ 0.35 | به اکسیداسیون کمک میکند؛ پردازش متالورژیکی را بهبود میبخشد. |
| S (گوگرد) | ≤ 0.015 | ناخالصی مضر؛ باید برای افزایش چقرمگی و شکلپذیری به حداقل برسد. |
| مس (مس) | ≤ 0.30 | معمولاً یک عنصر باقیمانده با نفوذ محدود. |
مکانیسمهای اصلی تقویت
اینکونل ۷۱۸ استحکام بالای خود را عمدتاً از طریق سختکاری رسوبی به دست میآورد که شامل موارد زیر است:
- فاز γ″ (Ni₃Nb): فاز اصلی تقویتکننده، که استحکام خزش و کششی عالی را در دماهای بالا فراهم میکند.
- فاز γ′ (Ni₃(Al,Ti)): فاز تقویتکننده ثانویه، که به مقاومت حرارتی و پایداری ساختاری کمک میکند.
خواص فیزیکی اینکونل ۷۱۸
| اموال | ارزش | واحد |
| تراکم | 8.19 | g/cm³ |
| محدوده ذوب | ۱۲۶۰ – ۱۳۳۶ | درجه سانتی گراد |
| ظرفیت حرارتی خاص | 0.435 | ژول/گرم · درجه سانتیگراد |
| هدایت حرارتی | ۱۱.۴ (در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد) | W/m·K |
| ضریب انبساط حرارتی | ۱۳.۰ (۲۰–۱۰۰ درجه سانتیگراد) | µm/m·°C |
| مقاومت الکتریکی | 1.2 | μΩ·m |
| خواص مغناطیسی | غیر مغناطیسی (در دمای اتاق) | - |
خواص مکانیکی (در دمای اتاق، عملیات حرارتی شده)
| اموال | ارزش معمولی |
| استحکام کششی (RM) | ≥ ۱۲۴۰ مگاپاسکال |
| استحکام تسلیم (0.2% روپیه) | ≥ ۱۰۳۵ مگاپاسکال |
| کشیدگی (A5) | ≥ 12% |
| سختی (راکول C) | ۳۶ – ۴۴ اچ آر سی |
| مقاومت ضربه (شکافدار) | بالا |
عملیات حرارتی: آنیل محلولی + پیرسختی (سختکاری رسوبی)
فرمهای موجود اینکونل ۷۱۸
- لولهها و تیوبها (بدون درز و جوش داده شده)
- فلنج های فورج شده
- اتصالات (زانویی، سه راهی، کاهنده، درپوش)
- صفحات و ورقها
- میلهها، تیرها و بستها
استانداردها و مشخصات
- ASTM B637، AMS 5662/5663
- UNS N07718، DIN 2.4668
- ایزو ۱۵۱۵۶ / NACE MR0175
- کد ASME برای بویلر و مخازن تحت فشار تایید شده است
قابلیت ماشینکاری اینکونل ۷۱۸
اینکونل ۷۱۸ یک آلیاژ پایه نیکل با استحکام بالا با مقاومت خوردگی عالی و استحکام در دمای بالا است. با این حال، به دلیل مکانیسم استحکامدهی (سختکاری رسوبی)، چقرمگی بالا و تمایل شدید به کارسختی، به عنوان مادهای با ماشینکاری دشوار طبقهبندی میشود.
اینکونل 718 یک آلیاژ پایه نیکل با استحکام بالا است که به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی و عملکرد در دمای بالا شناخته شده است، اما به دلیل تمایل به سخت شدن کار و چقرمگی، به عنوان مادهای با ماشینکاری دشوار نیز طبقهبندی میشود. در طول ماشینکاری، این آلیاژ تمایل به سخت شدن سریع دارد، گرمای قابل توجهی در لبه برش ایجاد میکند و باعث سایش سریع ابزار میشود. برای دستیابی به نتایج بهینه، توصیه میشود از ابزارهای کاربیدی، سرامیکی یا CBN روکشدار استفاده شود و برای مدیریت گرما از خنککننده با فشار و جریان بالا استفاده شود. سرعت برش باید پایین نگه داشته شود، با نرخ تغذیه ثابت و حداقل درگیری ابزار برای جلوگیری از لبههای انباشته و سخت شدن سطح. ماشینکاری در شرایط آنیل شده مؤثرتر است و تنظیمات سفت و سخت دستگاه برای مقاومت در برابر نیروهای برشی بالا ضروری است. با وجود چالشهای آن، انتخاب مناسب ابزار، پارامترهای برش بهینه شده و مدیریت حرارتی میتواند هنگام کار با اینکونل 718 به طور قابل توجهی راندمان ماشینکاری و کیفیت سطح را بهبود بخشد.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد پردازش اینکونل ۷۱۸، اینجا کلیک کنید
اینکونل ۷۱۸ در چاپ سهبعدی و کاربردهای آن
سازگاری اینکونل ۷۱۸ با چاپ سهبعدی به مهندسان این امکان را میدهد تا از خواص با کارایی بالای آن در هندسههای پیچیده بهره ببرند - و این امر آن را به انتخابی برتر برای کاربردهای حیاتی، دمای بالا و مقاوم در برابر خوردگی در محیطهای سخت تبدیل میکند.
اینکونل ۷۱۸ امکان ایجاد هندسههای پیچیده و سبک مانند ساختارهای شبکهای را فراهم میکند که ماشینکاری آنها به روش مرسوم دشوار یا غیرممکن است. همچنین ضایعات مواد و زمان تولید را کاهش میدهد و در عین حال از نمونهسازی سریع و سفارشیسازی قطعات با کارایی بالا پشتیبانی میکند.
زمینههای کاربردی کلیدی:
قطعات چاپ سه بعدی شده با اینکونل ۷۱۸ به طور گسترده در هوافضا (پرههای توربین، نازلها، قطعات احتراق)، اتومبیلهای مسابقهای (محفظههای توربو، سپرهای حرارتی)، پزشکی (ایمپلنتهای سفارشی، ابزارهای جراحی)، نفت و گاز (ابزارهای درون چاهی، شیرهای مقاوم در برابر خوردگی)، تولید برق (قطعات توربوماشینها) و فضا و دفاع (قطعات موشک، براکتهای ماهوارهای) مورد استفاده قرار میگیرند.
سوالات متداول
در دماهای مختلف، عملکرد قابل اعتمادی دارد -253 درجه سانتیگراد تا 700 درجه سانتیگرادو میتواند دماهای حتی بالاتر را برای مدت کوتاهی تحمل کند، که آن را برای محیطهای بسیار سخت ایدهآل میکند.
بله، قابلیت جوشکاری خوبی دارد، به ویژه برای جوشکاری TIG و پرتو الکترونی مناسب است. عملیات حرارتی پس از جوشکاری معمولاً برای حفظ عملکرد لازم نیست.
اینکونل ۷۱۸ برای استحکام بالاتر، به روش رسوب سخت شده است که برای کاربردهای تحمل بار ایدهآل است. اینکونل ۶۲۵ با تکیه بر تقویت محلول جامد، مقاومت به خوردگی بهتری ارائه میدهد و برای محیطهای دریایی و شیمیایی مناسب است.
بله، مقاومت بسیار خوبی در برابر اکسیداسیون در دمای بالا، خوردگی تنشی و محیطهای آب دریا از خود نشان میدهد.
FA 
EN 
DE 
RU 
ID 
ES 
FR 
NL