اینکونل ۷۱۸ یک آلیاژ پایه نیکل مقاوم در برابر حرارت بالا است که به دلیل استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و خواص مکانیکی عالی در دماهای بالا شناخته شده است. سختی آن به شرایط ماده (آنیل محلولی، پیرسازی شده یا کار سرد) بستگی دارد.
منبع تصویر: سختی راکول
محدوده سختی معمول اینکونل ۷۱۸
| شرایط مواد | سختی راکول (HRC) | سختی ویکرز (HV) | توضیحات |
| محلول آنیل شده | حدود ۲۰ گرم در هرتونگ | حدود ۲۲۰ ولت | نرم‌ترین حالت، ایده‌آل برای ماشینکاری یا شکل‌دهی |
| شرایط پیرسازی (عملیات حرارتی استاندارد) | ۳۶–۴۴ اچ آر سی | ۳۶۰–۴۵۰ اچ‌وی | عملیات محلول‌سازی و سخت‌کاری رسوبی؛ افزایش قابل توجه استحکام |
| کار سرد + کهنه کاری شده | ۴۵–۵۰ اچ آر سی | ۴۶۰–۵۲۰ اچ‌وی | حداکثر سختی، مناسب برای شرایط کاری دشوار |
مکانیسم تقویت:
اینکونل ۷۱۸ در درجه اول با رسوب فازهای γ″ (Ni₃Nb) و γ′ (Ni₃(Al,Ti)) تقویت می‌شود. این رسوبات ریز مانع حرکت نابجایی‌ها می‌شوند و در نتیجه سختی و استحکام آلیاژ را افزایش می‌دهند.
از مطالب فوق می‌توان دریافت که سختی ماده ارتباط نزدیکی با عملیات حرارتی یا شرایط فرآوری آن دارد، زیرا حالت‌های مختلف، ریزساختار داخلی و مکانیسم‌های استحکام‌بخشی را تغییر می‌دهند و مستقیماً بر سختی و خواص مکانیکی تأثیر می‌گذارند.
شرایط ماده، ریزساختار را تعیین می‌کند
شرایط مختلف منجر به تغییراتی در ساختار بلوری، ترکیب فازها و چگالی نابجایی‌ها می‌شود که مستقیماً بر سختی تأثیر می‌گذارند:
آنیل شدهریزساختار یکنواخت، تنش‌زدایی‌شده، اندازه دانه بزرگتر → ماده نرم‌تر، سختی کمتر
محلول تصفیه شدهتوزیع یکنواخت عناصر حل‌شونده → استحکام و سختی متوسط
سخت شده بر اثر سن/سخت شده بر اثر رسوبرسوب فازهای تقویت‌کننده (γ′ و γ″) → بهبود قابل توجه استحکام و سختی
کار سردچگالی بالای نابجایی و دانه‌های تغییر شکل یافته → به ویژه سختی بالاتر، اما شکل‌پذیری کاهش یافته
مکانیسم‌های مختلف تقویت، سختی را افزایش می‌دهند
اینکونل ۷۱۸ یک آلیاژ رسوب سخت‌شونده است. پس از عملیات پیرسازی، رسوب فازهای ریز γ′ و γ″ مانع حرکت نابجایی‌ها می‌شود و به طور قابل توجهی سختی و استحکام را بهبود می‌بخشد.
مثال:
در شرایط عملیات محلولی، اینکونل ۷۱۸ معمولاً سختی برابر با ... دارد. HRC 18–22
پس از درمان استاندارد پیری، می‌تواند برسد HRC ۳۶–۴۴با افزایش استحکام کششی بیش از 50%
رابطه تقریبی بین سختی و استحکام کششی نهایی (UTS):
| سختی راکول (HRC) | UTS (مگاپاسکال) | دانشگاه تگزاس (ksi) |
| 20 | ۷۵۰ پوند | ۱۰۹ پوند |
| 30 | ۹۵۰ پوند | ۱۳۸ پوند |
| 35 | ۱۱۰۰ پوند | ۱۶۰ پوند |
| 40 | ۱۲۵۰ پوند | ۱۸۱ پوند |
| 45 | ۱۴۰۰ پوند | ≈ ۲۰۳ |
| 50 | ۱۵۵۰ پوند | ۲۲۵ پوند |
مقادیر مرجع عملیات حرارتی اینکونل ۷۱۸:
محلول آنیل شده: HRC 18-22، استحکام کششی ~750-950 مگاپاسکال
استاندارد شده (طبق ASTM B637): HRC 36-44، استحکام کششی ~1240-1380 مگاپاسکال
شرایط استحکام بالا (کار سرد + پیرسازی شده): HRC تا 50، استحکام کششی بیش از 1500 مگاپاسکال
کاربردهایی که به سختی بالای اینکونل ۷۱۸ نیاز دارند
دیسک‌های توربین و پره‌های کمپرسور
بست‌های موتور جت
چشمه‌های با دمای بالا
اجزای سازه‌ای هوافضا
اطلاعات تکمیلی: نمودار تبدیل سختی (مقادیر تقریبی)
| راکول سی (HRC) | ویکرز (HV) | برینل (HB) | راکول بی (HRB) |
| 20 | ۲۲۰ پوند | ۲۱۵ پوند | 96 |
| 25 | ۲۴۵ پوند | ۲۴۰ پوند | - |
| 30 | ۲۷۰ پوند | ۲۶۵ پوند | - |
| 35 | ۳۱۰ پوند | ۳۰۰ پوند | - |
| 40 | ۳۷۰ پوند | ۳۴۰ پوند | - |
| 45 | ۴۳۰ پوند | ۳۹۰ پوند | - |
| 50 | ۵۰۰ پوند | ۴۵۰ پوند | - |
💡 نکته: HRC برای مواد با سختی بالا استفاده می‌شود؛ HRB برای فلزات نرم‌تر قابل استفاده است (HRB ممکن است برای اینکونل ۷۱۸ در شرایط عملیات محلولی اعمال شود).
نتیجه گیری
سختی و استحکام مکانیکی اینکونل ۷۱۸ مقادیر ثابتی نیستند - آنها به شدت به تاریخچه فرآوری آلیاژ وابسته هستند. چه در اجزای موتور جت، فنرهای دما بالا یا قطعات ساختاری هوافضا استفاده شوند، انتخاب شرایط مناسب مواد، کلید دستیابی به عملکرد بهینه است. درک رابطه بین سختی، استحکام کششی و عملیات حرارتی، تضمین می‌کند که مهندسان می‌توانند با اطمینان اینکونل ۷۱۸ را در سخت‌ترین محیط‌ها به کار گیرند.
FA 
EN 
DE 
RU 
ID 
ES 
FR 
NL