इनकोनेल 718 हीट ट्रीटमेंट: प्रसंस्करण विधियाँ और सामग्री गुणों पर प्रभाव

क्या आपने कभी सोचा है कि जेट इंजन झुलसा देने वाली गर्मी और कुचलने वाले दबाव में बिना फटे कैसे जीवित रहते हैं? मिलिए इनकोनेल 718—यह गोल्ड-स्टैंडर्ड निकेल-क्रोमियम-आयरन सुपरअलॉय है जिस पर एयरोस्पेस, ऊर्जा और सबसी ड्रिलिंग में भरोसा किया जाता है।

जबकि इसकी संरचना (50-55% Ni, 17-21% Cr, साथ ही Nb, Mo, Ti, और Al) आधारभूत संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करती है, कास्टिंग, फोर्जिंग या 3डी प्रिंटिंग से सीधे प्राप्त कच्चा इनकोनेल 718 नरम और कम प्रदर्शन वाला होता है। गुप्त हथियार क्या है? सटीक ताप उपचार। नियंत्रित हीटिंग और कूलिंग चक्रों के माध्यम से इसकी माइक्रोस्ट्रक्चरल चरणों में हेरफेर करके, इंजीनियर इस सुस्त धातु को एक उच्च-शक्ति वाले पावरहाउस में बदलते हैं जो 650 डिग्री सेल्सियस (1200 डिग्री फारेनहाइट) पर काम करने में सक्षम है।

को महारत हासिल करने के लिएनिकेल-आधारित सुपरअलॉय, हमें क्रिस्टलीय संरचना के अंदर प्रमुख धातुकर्म चरणों को देखना होगा:

• गामा मैट्रिक्स (γ अनाज की सीमाओं के साथ अवक्षेप अनाज के विकास को रोकते हैं ( डक्टाइल फेस-सेंटर्ड क्यूबिक (एफसीसी) निकेल-समृद्ध ठोस समाधान जो मिश्र धातु तत्वों को धारण करता है।
• गामा डबल प्राइम (मानक उद्योग अभ्यास ): 860 डिग्री सेल्सियस और 980 डिग्री सेल्सियस के बीच बनने वाला एक ऑर्थोरोम्बिक चरण। नियंत्रित सुई-जैसे δ अनाज की सीमाओं के साथ अवक्षेप अनाज के विकास को रोकते हैं (गामा प्राइम (
• γ′है:): 860 डिग्री सेल्सियस और 980 डिग्री सेल्सियस के बीच बनने वाला एक ऑर्थोरोम्बिक चरण। नियंत्रित सुई-जैसे ): एक व्यवस्थित एफसीसी द्वितीयक सुदृढ़ीकरण अवक्षेप जो स्थिरता को बढ़ाता है। अनाज की सीमाओं के साथ अवक्षेप अनाज के विकास को रोकते हैं (δ
•  - डुप्लेक्स चक्र एक ): 860 डिग्री सेल्सियस और 980 डिग्री सेल्सियस के बीच बनने वाला एक ऑर्थोरोम्बिक चरण। नियंत्रित सुई-जैसे δ अनाज की सीमाओं के साथ अवक्षेप अनाज के विकास को रोकते हैं (अनाज सीमा पिनिंगडुप्लेक्स चक्र एक δ नियोबियम को कम करता है और ताकत को कम करता है।लेव्स चरण:डुप्लेक्स चक्र एक (Ni,Fe,Cr)2(Nb,Mo,Ti)
• जो कच्चे कास्टिंग और 3डी प्रिंट में पाया जाता है जो अगर भंग न हो तो डक्टिलिटी और थकान जीवन को गंभीर रूप से नुकसान पहुंचाता है।मुख्य ताप उपचार प्रसंस्करण विधियाँ+---------------------------------------------------------------------------------+ | हीट ट्रीटमेंट वर्कफ़्लो अवलोकन | | | | 1. समरूपीकरण ---> 1080°C–1180°C (भंगुर लेव्स चरण को भंग करता है) | | 2. सॉल्यूशन एनील ---> सब-सॉल्वस (950°C–980°C) या सुपर-सॉल्वस (1020°C–1080°C)| | 3. डुप्लेक्स एजिंग ---> 720°C (8h) -> फर्नेस कूल (50°C/h) -> 620°C (8h) | +---------------------------------------------------------------------------------+ समरूपीकरण

गंभीर तात्विक अलगाव को समाप्त करके और भंगुर लेव्स चरणों को भंग करके मिश्र धातु को रीसेट करता है।

• 1080°C से 1180°C (1976°F से 2156°F) पर 4 से 24 घंटे 
• के लिए भिगोया जाता है। अनाज की सीमाओं पर स्थानीय पिघलने को रोकने के लिए तापमान को सावधानीपूर्वक 1200 डिग्री सेल्सियस से नीचे नियंत्रित किया जाना चाहिए।सॉल्यूशन एनीलिंग: ग्रेन साइज को ट्यून करनासॉल्यूशन ट्रीटमेंट मोटे अवक्षेपों को भंग करता है, अवशिष्ट तनाव को दूर करता है, और आधारभूत ग्रेन संरचना को सेट करता है:सब-सॉल्वस सॉल्यूशन एनील (950°C से 1000°C / 1740°F से 1832°F):

δ

•  चरण बनाए रखता है।
  • एक नियंत्रित सब-सॉल्वस सॉल्यूशन ट्रीटमेंट एक महीन अनाज संरचना (एएसटीएम 8-10) उत्पन्न करता है, जिससे अधिकतम तन्यता ताकत और कम-चक्र थकान प्रतिरोध प्राप्त होता है।डुप्लेक्स चक्र एक अनाज को मोटा होने देने के लिए 
  • δ
•  चरण को पूरी तरह से भंग करता है (एएसटीएम 3-5)।
  • कम अनाज सीमाएं डुप्लेक्स चक्र एक को काफी बढ़ाती हैं।
  • कूलिंग:समय से पहले अनियंत्रित अवक्षेपण को रोकने के लिए भारी वर्गों में पानी या पॉलिमर में बुझाया जाता है, या पतले, जटिल घटकों के लिए हवा/गैस को ठंडा किया जाता है।कठोरता:
• नैनोस्केल γ″

γ′मानक उद्योग अभ्यास दो-चरणीय मशीनिंग है:8 घंटे 

• के लिए 720°C (1328°F)तक गरम करें।चरण 3:कमरे के तापमान पर अंतिम हवा ठंडा करें।620°C (1148°F)
• तक 50°C/घंटा की दर से फर्नेस कूल करें, फिर 8 घंटे के लिए होल्ड करें।चरण 3:कमरे के तापमान पर अंतिम हवा ठंडा करें।तनाव से राहत
• भारी कोल्ड फॉर्मिंग, मशीनिंग, या वेल्डिंग द्वारा प्रेरित अवशिष्ट तनाव को आराम देने के लिए एजिंग से पहले 1 से 2 घंटे के लिए 840°C से 900°C

एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (3डी प्रिंटिंग) के लिए हीट ट्रीटमेंटलेजर पाउडर बेड फ्यूजन (एलपीबीएफ) 3डी-प्रिंटेड इनकोनेल 718 महीन स्तंभदार अनाज, उच्च अवशिष्ट तनाव और माइक्रो-पोरोसिटी प्रदर्शित करता है।हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (एचआईपी):

1120°C–1160°C

• पर 3-4 घंटे के लिए किया जाता है। एचआईपी आंतरिक रिक्तियों को बंद करता है, अलग किए गए लेव्स चरणों को भंग करता है, और माइक्रोस्ट्रक्चर को एक आइसोट्रोपिक स्थिति में पुन: क्रिस्टलीकृत करता है।पोस्ट-एचआईपी ट्रीटमेंट:
• पूर्ण तन्यता और थकान गुणों को बहाल करने के लिए मानक सॉल्यूशन एनीलिंग और डुप्लेक्स एजिंग के बाद।सामग्री संपत्ति प्रभाव: हीट ट्रीटमेंट से पहले बनाम बाद में

यील्ड और तन्यता स्ट्रेंथ:

• सुसंगत γ″मानक उद्योग अभ्यास 200% तक तक यील्ड स्ट्रेंथ को बढ़ाता है, जो आसानी से ~450 एमपीए से एनील्ड स्थिति में 1200 एमपीए से अधिक तक बढ़ जाता है, जिसमें अंतिम तन्यता स्ट्रेंथ 1400 एमपीए से अधिक होती है।कठोरता:
• एक चिपचिपे 20–25 HRCसे बढ़कर 42–47 HRCतक बढ़ जाती है, जो घर्षण प्रतिरोध प्रदान करती है।डक्टिलिटी और टफनेस:
• दीर्घीकरण क्रायोजेनिक एम्ब्रिटलमेंट के बिना 15-22% की संतुलित सीमा में बस जाता है।क्रीप और स्ट्रेस रप्चर:
• महीन-ग्रेन (सब-सॉल्वस) सामग्री थकान में उत्कृष्ट है, जबकि मोटे-ग्रेन (सुपर-सॉल्वस) सामग्री 650 डिग्री सेल्सियस स्ट्रेस-रप्चर जीवन को 200 घंटे से अधिक बढ़ाती है।संक्षारण प्रतिरोध:
• 700 डिग्री सेल्सियस तक ऑक्सीकरण, पिटिंग और क्लोराइड स्ट्रेस-करोजन क्रैकिंग के प्रति बेहतर प्रतिरोध बनाए रखता है।औद्योगिक सर्वोत्तम अभ्यास और गुणवत्ता नियंत्रण

• हमेशा वैक्यूम फर्नेस (<10⁻⁴ mbar) या उच्च शुद्धता वाली अक्रिय आर्गन का उपयोग करें। खुली हवा में गर्म करने से सतह का ऑक्सीकरण और टाइटेनियम/एल्यूमीनियम की कमी होती है।ओवर-एजिंग को रोकना:एजिंग के दौरान ओवरहीटिंग (>750°C) के कारण γ″
•  मोटा हो जाता है और संतुलन δ चरण में परिवर्तित हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप स्थायी शक्ति हानि होती है।सत्यापन:मानक उद्योग अभ्यास निष्कर्षडुप्लेक्स चक्र एक अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
• प्रश्न 1: क्या इनकोनेल 718 को पूरी तरह से एज होने के बाद वेल्ड किया जा सकता है?आम तौर पर इसकी अनुशंसा नहीं की जाती है। पूरी तरह से एज्ड इनकोनेल 718 को वेल्ड करने से स्ट्रेन-एज क्रैकिंग और हीट-अफेक्टेड ज़ोन (एचएजेड) माइक्रोफिशरिंग का खतरा होता है। सबसे अच्छा अभ्यास घटकों को 

में वेल्ड करना है, जिसके बाद पोस्ट-वेल्ड स्ट्रेस रिलीफ/सॉल्यूशन ट्रीटमेंट और अंतिम डुप्लेक्स एजिंग चक्र होता है।

650°C (1200°F)है। इस तापमान से ऊपर, प्राथमिक सुदृढ़ीकरण γ″

δ चरण में परिवर्तित हो जाते हैं। 700°C–750°C पर निरंतर संचालन के लिए, वैकल्पिक मिश्र धातु जैसे इनकोनेल 625 मानक उद्योग अभ्यास प्रश्न 3: एजिंग दो चरणों (720°C + 620°C) में क्यों की जाती है?डुप्लेक्स चक्र एक द्विमोडल अवक्षेप वितरण बनाता है। 720°C चरण प्राथमिक γ″

γ′ अवक्षेपों को न्यूक्लियेट करता है, जबकि 620°C होल्ड मैट्रिक्स अंतराल में महीन द्वितीयक अवक्षेपण को ट्रिगर करता है, जिससे विस्थापन पिनिंग और यील्ड स्ट्रेंथ अधिकतम होती है।प्रश्न 4: हीट ट्रीटमेंट के आसपास मशीनिंग को कैसे क्रमबद्ध किया जाना चाहिए?मानक उद्योग अभ्यास दो-चरणीय मशीनिंग है:रफ मशीनिंग:

डुप्लेक्स एजिंग:भाग को 42-47 HRC तक कठोर करता है।फिनिश मशीनिंग/ग्राइंडिंग:

1. थर्मल डिस्टॉर्शन के जोखिम के बिना अंतिम आयामों को पूरा करने के लिए कठोर सेटअप और सिरेमिक या सीबीएन टूलिंग का उपयोग करके पूरा किया जाता है।प्रश्न 5: एएमएस 5662, एएमएस 5663 और एएमएस 5664 के बीच क्या अंतर है?
2. एएमएस 5662:फॉर्मिंग/मशीनिंग और बाद की एजिंग के लिए तैयार 
3. सॉल्यूशन-एनील्ड स्थिति (सब-सॉल्वस) में आपूर्ति की जाती है।

• अधिकतम तन्यता और थकान शक्ति के लिए सुपर-सॉल्वस एनीलिंग + डुप्लेक्स एजिंग स्थिति (सब-सॉल्वस एनील्ड + डुप्लेक्स एज्ड) में आपूर्ति की जाती है।एएमएस 5664:
• बेहतर उच्च-तापमान क्रीप और स्ट्रेस-रप्चर जीवन के लिए तैयार किए गए मोटे अनाज का उत्पादन करते हुए सुपर-सॉल्वस एनीलिंग + डुप्लेक्स एजिंग के अधीन।