Inconel 600 และ Inconel 625 เป็นซูเปอร์อัลลอยนิกเกิล-โครเมียมที่มีชื่อเสียงในด้านประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมขั้นสุดยอด- แต่ได้รับการออกแบบมาเพื่อกรณีการใช้งานที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน อินโคเนล 600 (UNS N06600) มีคุณสมบัติเป็นเลิศใน-บรรยากาศออกซิไดซ์และคาร์บูไรซิ่งที่อุณหภูมิสูง - จุดแข็งคือความเสถียรทางความร้อนและความต้านทานต่อความร้อนและด่าง Inconel 625 (UNS N06625) เป็นโลหะผสมที่มีความซับซ้อนมากขึ้น โดยมีการเติมโมลิบดีนัมและไนโอเบียมที่ให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่าในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรงและทางทะเล รวมกับความแข็งแรงเชิงกลที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
|
ข้อแตกต่าง-ประโยค: Inconel 600 เป็นอุปกรณ์ควบคุมความร้อนที่อุณหภูมิสูง- Inconel 625 คือ-ความแข็งแกร่งสูงและ-แชมป์เปี้ยนการกัดกร่อนต่อสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย การเลือกเกรดที่ไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่ความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร - การเลือกเกรดที่เหมาะสมสามารถลดต้นทุนตลอดอายุการใช้งานได้หลายทศวรรษ |

โลหะผสม Inconel คืออะไร? ภาพรวมภาษาธรรมดา-
'Inconel' เป็นเครื่องหมายการค้าจดทะเบียนของ Special Metals Corporation (ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของ Precision Castparts Corp.) ครอบคลุมกลุ่มซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิลออสเทนนิติก-โครเมียม- คำนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วทั้งอุตสาหกรรมในฐานะที่เป็นคำอธิบายทั่วไปสำหรับโลหะผสมนิกเกิลประสิทธิภาพสูง-ในคลาสนี้
ทั้ง Inconel 600 และ 625 อยู่ในตระกูลโลหะผสมนิกเกิลออสเทนนิติก - ซึ่งหมายถึงโครงสร้างผลึกภายใน (ลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่หน้า- หรือ FCC) ทำให้โลหะผสมเหล่านี้มีความทนทาน การขึ้นรูปได้ดีเยี่ยม และ-พฤติกรรมที่ไม่ใช่แม่เหล็กในช่วงอุณหภูมิที่กว้างเป็นพิเศษ: ตั้งแต่การแช่แข็ง (-196 องศา / -321 องศา F) ไปจนถึงมากกว่า 1,000 องศา (1830 องศา F)
คิดว่าโลหะผสมเหล่านี้เป็นคำตอบของโลกวิศวกรรมต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรที่สุดในโลก: เครื่องปฏิกรณ์เคมีที่ให้ความร้อนยวดยิ่ง ท่อส่งน้ำมันในทะเลลึก- เส้นทางไอเสียของเครื่องยนต์ไอพ่น และระบบทำความเย็นของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ สแตนเลสมาตรฐานล้มเหลวในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ - Inconel 600 และ 625 ไม่ทำ
พัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930อินโคเนล 600เป็นหนึ่งในโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียมที่เก่าแก่และมีการระบุไว้อย่างกว้างขวางที่สุด จุดแข็งเบื้องต้นคือ:
ต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิสูงถึง 1,093 องศา (2,000 องศา F)
ประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมในบรรยากาศคาร์บูไรซิ่งและไนไตรด์ (เช่น เตาบำบัดความร้อน)
ต้านทานโซดาไฟ (โซเดียมไฮดรอกไซด์) ได้เหนือกว่าและสภาพแวดล้อมที่มี pH สูง-
ประวัติที่ได้รับการพิสูจน์แล้วครอบคลุมกว่า 80 ปีในการให้บริการด้านอุตสาหกรรม
ปริมาณโลหะผสมที่ลดลง=ต้นทุนที่ลดลง ทำให้มีความน่าดึงดูดในเชิงเศรษฐกิจสำหรับสภาพแวดล้อมที่ไม่รุนแรง-
อินโคเนล 625ได้รับการพัฒนาในช่วงทศวรรษ 1960 เพื่อเป็นโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-สำหรับใช้กับเครื่องยนต์ไอพ่น การเติมโมลิบดีนัม (Mo) และไนโอเบียม (Nb) ได้เปลี่ยนให้เป็นหนึ่งในโลหะผสมอเนกประสงค์และทนต่อการกัดกร่อน-มากที่สุดที่มีอยู่ จุดแข็งเบื้องต้นคือ:
ทนทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุน การกัดกร่อนตามรอยแยก และการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ (PREN ~51) ได้ดีเยี่ยม
แรงดึงและความแข็งแรงของผลผลิตที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (~50% แข็งแกร่งกว่า 600 ในสภาพอบอ่อน)
ความสามารถในการเชื่อมที่โดดเด่นโดยไม่ต้อง-ใช้ความร้อนหลังการเชื่อม Nb ป้องกันอาการแพ้
ทนต่อความเหนื่อยล้าและความเหนื่อยล้าจากความร้อนได้ดีเยี่ยม สำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านการบินและอวกาศ
ผ่านการรับรองสำหรับการใช้งานด้านนิวเคลียร์ ใต้ทะเล การบินและอวกาศ และเภสัชกรรมภายใต้มาตรฐานสากลหลายมาตรฐาน
องค์ประกอบทางเคมี: วิทยาศาสตร์การผสมเบื้องหลังสมรรถนะ
ความแตกต่างด้านประสิทธิภาพระหว่าง Inconel 600 และ 625 มีรากฐานมาจากองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมด ตารางด้านล่างแสดงรายละเอียดองค์ประกอบทั้งหมดตามมาตรฐาน ASTM พร้อมอธิบายบทบาทการทำงานของแต่ละองค์ประกอบ
ตารางที่ 1: องค์ประกอบทางเคมี - Inconel 600 เทียบกับ Inconel 625 (ASTM B168 / B443)
|
องค์ประกอบ |
อินโคเนล 600 (%) |
อินโคเนล 625 (%) |
บทบาทหน้าที่และความแตกต่างที่สำคัญ |
|
นิกเกิล (พรรณี) |
72.0 นาที |
58.0 นาที |
เมทริกซ์ฐาน ให้ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน -ความเสถียรของอุณหภูมิสูง และ-อักขระที่ไม่ใช่แม่เหล็ก |
|
โครเมียม (Cr) |
14.0 – 17.0 |
20.0 – 23.0 |
สร้างชั้นออกไซด์ Cr2O3 ที่ป้องกัน Cr ที่สูงขึ้นใน 625 ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและกรด |
|
โมลิบดีนัม (Mo) |
ไม่มี (0%) |
8.0 – 10.0 |
ตัวสร้างความแตกต่างหลัก: Mo ใน 625 เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกได้อย่างมาก (PREN ~51) |
|
ไนโอเบียม + แทนทาลัม (Nb+Ta) |
ไม่มี (0%) |
3.15 – 4.15 |
ตัวเสริมความแข็งแกร่ง-โซลูชัน; ป้องกันอาการแพ้ระหว่างการเชื่อม พิเศษเพียง 625 |
|
เหล็ก (เฟ) |
6.0 – 10.0 |
สูงสุด 5.0 |
600 มี Fe มากกว่า 625 จำกัด Fe อย่างเคร่งครัดเพื่อรักษาประสิทธิภาพการกัดกร่อน |
|
แมงกานีส (Mn) |
สูงสุด 1.0 |
สูงสุด 0.5 |
สารกำจัดออกซิไดซ์; ทั้งสองเกรดจำกัด Mn เพื่อรักษาความเหนียว |
|
ซิลิคอน (ศรี) |
สูงสุด 0.5 |
สูงสุด 0.5 |
เพิ่มความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง |
|
คาร์บอน (ซี) |
สูงสุด 0.15 |
สูงสุด 0.10 |
ค่า C ที่ต่ำกว่าใน 625 ช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดอาการแพ้ใน HAZ หลังการเชื่อม |
|
ซัลเฟอร์ (S) |
สูงสุด 0.015 |
สูงสุด 0.015 |
เกรดทั้งสองจำกัด S อย่างเคร่งครัดเพื่อรักษาความสามารถในการทำงานที่ร้อนและความเหนียว |
|
ทำไมโมลิบดีนัม + ไนโอเบียมสร้างความแตกต่าง: โมลิบดีนัม (Mo) ทำงานโดยการเสริมฟิล์มพาสซีฟออกไซด์ที่ปกป้องพื้นผิวโลหะผสม โดยเฉพาะการปิดกั้นการโจมตีของคลอไรด์ไอออนที่ทำให้เกิดรูพรุน ไนโอเบียม (Nb) ทำหน้าที่เป็น 'ตัวเก็บขยะ' ของคาร์บอนในระหว่างการเชื่อม - โดยจะเกาะติดกับคาร์บอนเป็นพิเศษ เพื่อป้องกันไม่ให้โครเมียมคาร์ไบด์ก่อตัวที่ขอบเขตของเกรน ซึ่งหมายความว่า Inconel 625 สามารถเชื่อมและใช้งานได้ทันทีในสภาวะที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง โดยไม่มีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนที่ส่งผลต่อโลหะผสมที่มีความซับซ้อนน้อยกว่า |
การเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกล
ช่องว่างด้านประสิทธิภาพเชิงกลระหว่าง Inconel 600 และ 625 นั้นมีมาก Mo และ Nb ใน Inconel 625 ให้สารละลาย-ที่มั่นคงซึ่งเสริมสร้างความเข้มแข็ง - ซึ่งเป็นกลไกที่เพิ่มความเข้มแข็งโดยไม่สูญเสียความเหนียวโดยการล็อคการเคลื่อนที่ในโครงตาข่ายคริสตัล ผลลัพธ์ที่ได้คือโลหะผสมซึ่งมีความแข็งแกร่งกว่า Inconel 600 ประมาณ 50% ในขณะที่ยังคงการยืดตัวเท่าเดิม
ตารางที่ 2: คุณสมบัติทางกล - Inconel 600 เทียบกับ Inconel 625 (สภาพการอบอ่อน)
|
คุณสมบัติ |
อินโคเนล 600 |
อินโคเนล 625 |
มาตรฐานการทดสอบ |
ความหมายทางวิศวกรรม |
|
UTS – อบอ่อน (นาที) |
550 เมกะปาสคาล (80 กิโลปอนด์/ตารางนิ้ว) |
827 MPa (120 ksi) |
มาตรฐาน ASTM B168 / B446 |
625 มีความแข็งแกร่งกว่า ~50% ในสภาวะอบอ่อนเนื่องจากการแข็งตัวของสารละลาย Mo และ Nb{2}} |
|
ความแข็งแรงของผลผลิต – อบอ่อน (ขั้นต่ำ) |
240 เมกะปาสคาล (35 กิโลปอนด์/ตารางนิ้ว) |
414 MPa (60 กิโลไซ) |
มาตรฐาน ASTM B168 / B446 |
625 มีความแข็งแรงของผลผลิตสูงกว่า 73% มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการออกแบบภาชนะรับความดันและโครงสร้าง |
|
การยืดตัวที่จุดขาด (นาที) |
30% |
30% |
มาตรฐาน ASTM B168 / B446 |
ความเหนียวเหมือนกัน ทั้งสองเกรดสามารถขึ้นรูปได้สูงและเหมาะสำหรับการแปรรูปที่ซับซ้อน |
|
ความแข็ง (บริเนล, สูงสุด) |
~170เอชบี |
~220เอชบี |
มาตรฐาน ASTM E10 |
ความแข็งที่สูงขึ้นใน 625 สะท้อนถึงการเสริมความแข็งแกร่งจากองค์ประกอบโลหะผสม |
|
ความหนาแน่น |
8.47 ก./ซม.³ |
8.44 ก./ซม.³ |
มาตรฐาน ASTM |
แทบจะเหมือนกัน; ความแตกต่างเล็กน้อยในการคำนวณน้ำหนัก |
|
โมดูลัสความยืดหยุ่น |
207 เกรดเฉลี่ย (30 มิลลิวินาที) |
207 เกรดเฉลี่ย (30 มิลลิวินาที) |
มาตรฐาน ASTM E111 |
ความแข็งเหมือนกัน เกรดทั้งสองเบี่ยงเบนเท่ากันภายใต้โหลดที่เท่ากัน |
|
สูงสุด อุณหภูมิบริการต่อเนื่อง |
1,093 องศา (2000 องศาฟาเรนไฮต์) |
982 องศา (1800 องศาฟาเรนไฮต์) |
AMS/ASTM |
600 เหนือกว่าที่อุณหภูมิสูงกว่า 625 เหมาะกว่ากับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง- |
|
ช่วงการหลอมละลาย |
ค.ศ. 1354–1413 องศา |
1290–1350 องศา |
คู่มือ ASM |
625 มีช่วงการหลอมเหลวที่ต่ำกว่าเล็กน้อยเนื่องจากมีปริมาณ Mo และ Nb |
หมายเหตุ: โลหะผสมทั้งสองสามารถเสริมความแข็งแกร่งได้อย่างมีนัยสำคัญโดยการทำงานเย็น หรือในกรณีของ 625 โดยการชุบแข็งด้วยการตกตะกอน (อายุ-เกรดที่ชุบแข็ง: Inconel 625 LCF / AMS 5599 สภาพ) รุ่นที่ทำงานเย็น-และรุ่นเก่าได้รับความต้านทานแรงดึงเกิน 1380 MPa (200 ksi)
ความต้านทานการกัดกร่อน: ตัวสร้างความแตกต่างที่สำคัญ
ตัวเลขเทียบเท่าความต้านทานแบบหลุม (PREN) เป็นหน่วยวัดหลักของอุตสาหกรรมวิศวกรรมในการจัดอันดับความต้านทานของโลหะผสมต่อการเกิดหลุมคลอไรด์:
เพรน=%Cr + (3.3 × %Mo) + (16 × %N)
อินโคเนล 600 PREN:~18 (Cr เท่านั้น ไม่มีการสนับสนุน Mo)
อินโคเนล 625 PREN:~51 (Cr ~22% + 3.3 × Mo ~9% กรรมการเพิ่มเติม 29.7 คะแนน)
ความแตกต่างเกือบ 3 เท่าใน PREN นี้อธิบายว่าทำไมจึงระบุ Inconel 625 ทุกที่ที่มีน้ำทะเล น้ำเกลือ กระแสกระบวนการคลอรีน หรือส่วนผสมของกรด - และไม่มี Inconel 600
ตารางที่ 3: ความต้านทานการกัดกร่อนตามสภาพแวดล้อม - Inconel 600 เทียบกับ Inconel 625
|
สภาพแวดล้อม/ประเภทการกัดกร่อน |
ระดับอินโคเนล 600 |
ระดับอินโคเนล 625 |
คำแนะนำและหมายเหตุ |
|
บรรยากาศออกซิไดซ์ทั่วไป (แห้ง) |
ยอดเยี่ยม |
ยอดเยี่ยม |
ทั้งสองเกรดทำงานได้ดี 600 ต้องการสำหรับ-ประสิทธิภาพด้านต้นทุนในอากาศที่มีอุณหภูมิสูง-ที่สะอาด |
|
การแช่น้ำทะเล / ทะเล (คลอไรด์) |
ปานกลาง |
ยอดเยี่ยม |
625 เป็นที่ต้องการอย่างยิ่ง; PREN ~51 กับ ~25 สำหรับ 600; 625 ต้านทานการโจมตีแบบหลุมและรอยแยก |
|
กรดซัลฟูริก (เจือจางถึงปานกลาง) |
ยุติธรรม – ดี |
ดีมาก |
625 แนะนำ; Mo ให้ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นในการลดการโจมตีของกรด |
|
กรดไฮโดรคลอริก (เจือจาง) |
ยากจน |
ดี |
625 เหนือกว่า; ไม่มีเกรดใดที่เหมาะสำหรับ HCl เข้มข้น - พิจารณา Hastelloy C-276 |
|
กรดไนตริก (ออกซิไดซ์) |
ดี |
ดี – ดีเยี่ยม |
ทั้งเป็นที่ยอมรับ; 625 มีข้อได้เปรียบเล็กน้อยเมื่อมีความเข้มข้นสูง |
|
กรดฟอสฟอริก |
ยุติธรรม |
ดีมาก |
625 เป็นที่ต้องการอย่างชัดเจน; Mo ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อกรดฟอสฟอริกได้อย่างมาก |
|
High-temperature oxidation (>800 องศา) |
ยอดเยี่ยม |
ดี |
600 ต้องการมากกว่า 900 องศา; ปริมาณ Mo ที่ต่ำกว่าช่วยให้-มีความคงตัวต่อออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงได้ดีขึ้น |
|
บรรยากาศคาร์บูไรซิ่ง / ซัลฟิไดซ์ |
ดีมาก |
ดี |
600 ตามธรรมเนียมระบุไว้สำหรับส่วนประกอบของเตาเผาในบรรยากาศการเติมคาร์บอน |
|
สารละลายโซดาไฟ/ด่าง (NaOH) |
ยอดเยี่ยม |
ยอดเยี่ยม |
ทั้งสองเกรดมีความทนทานสูง 600 เป็นตัวเลือกมาตรฐานที่คุ้มต้นทุน-สำหรับบริการกัดกร่อน |
|
น้ำหล่อเย็นของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (PWR) |
ผ่านการรับรอง (ประวัติศาสตร์) |
ผ่านการรับรอง (มาตรฐานทันสมัย) |
ตอนนี้ 625 เป็นตัวเลือกที่ต้องการ 600 ถูกแทนที่ด้วยการออกแบบ PWR ใหม่ เนื่องจากข้อกังวลของ IGSCC |
หมายเหตุสำคัญ: Inconel 600 และ 625 ไม่เหมาะสำหรับกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น กรดซัลฟิวริกร้อนเข้มข้น หรือบริการก๊าซคลอรีนเปียก สำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงดังกล่าว ให้พิจารณา Hastelloy C-276 (UNS N10276) หรือ Hastelloy C-22 (UNS N06022) ซึ่งมีค่า PREN เกิน 65
คุณสมบัติทางกายภาพและทางความร้อน
นอกเหนือจากการกัดกร่อนและความแข็งแรง คุณสมบัติทางกายภาพและทางความร้อนเป็นตัวกำหนดความเหมาะสมสำหรับการออกแบบทางวิศวกรรมเฉพาะ - ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน ความเข้ากันได้ของการขยายตัวทางความร้อน การใช้งานทางไฟฟ้า และการบริการแบบแช่แข็ง ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับข้อมูลเหล่านี้

ตารางที่ 4: คุณสมบัติทางกายภาพและทางความร้อน - Inconel 600 เทียบกับ Inconel 625
|
คุณสมบัติทางกายภาพ / ความร้อน |
อินโคเนล 600 |
อินโคเนล 625 |
ความสำคัญทางวิศวกรรม |
|
ค่าการนำความร้อน (ที่ 21 องศา ) |
14.9 W/m·K |
9.8 W/m·K |
600 นำความร้อนได้ดีขึ้น ~52% เหมาะสำหรับการใช้งานด้านข้างท่อแลกเปลี่ยนความร้อน- |
|
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (20–100 องศา ) |
13.3 µm/m· องศา |
12.8 µm/m· องศา |
อัตราการขยายตัวที่คล้ายกัน ทั้งสองเข้ากันได้กับแนวทางการออกแบบมาตรฐาน |
|
ความจุความร้อนจำเพาะ (ที่ 21 องศา ) |
444 จูล/กก.·เค |
410 จูล/กก.·K |
600 เก็บพลังงานความร้อนได้มากขึ้นเล็กน้อย การพิจารณาเล็กน้อยในการออกแบบวงจรความร้อน |
|
ความต้านทานไฟฟ้า (ที่ 21 องศา) |
1.03 µΩ·m |
1.29 µΩ·m |
625 มีความต้านทานสูงกว่า ที่เกี่ยวข้องในการใช้งานองค์ประกอบความร้อนไฟฟ้า |
|
การซึมผ่านของแม่เหล็ก (อบอ่อน) |
1.010 µ (ไม่ใช่-แม่เหล็ก) |
1.006 µ (ไม่ใช่-แม่เหล็ก) |
โดยพื้นฐานแล้วทั้งสองอย่างไม่ใช่-แม่เหล็ก เหมาะสำหรับการใช้งาน MRI-ที่อยู่ติดกัน อิเล็กทรอนิกส์ และการป้องกัน |
|
ความเหนียวแบบไครโอเจนิกส์ (ต่ำสุด -196 องศา) |
ดี |
ยอดเยี่ยม |
625 ที่ต้องการสำหรับบริการ LNG และบริการแช่แข็ง รักษาความเหนียวทนต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิไนโตรเจนเหลว |
|
หมายเหตุการนำความร้อน: Inconel 600 นำความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า 625 ที่อุณหภูมิห้องประมาณ 52% (14.9 เทียบกับ 9.8 W/m·K) สิ่งนี้ทำให้ 600 เป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับท่อแลกเปลี่ยนความร้อน โดยที่ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนคือลำดับความสำคัญในการออกแบบ - โดยมีเงื่อนไขว่าของเหลวในกระบวนการไม่กัดกร่อนถึง 600 ในกรณีที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน 625 จะถูกเลือกแม้จะมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่า โดยมีความหนาของผนังหรือพื้นที่ผิวที่ปรับเพื่อชดเชย |
มาตรฐาน ข้อมูลจำเพาะ และการรับรอง
ข้อมูลจำเพาะของวัสดุที่ถูกต้องไม่ได้เป็นเพียงพิธีการในการจัดซื้อ - แต่เป็นข้อผูกพันตามสัญญาและข้อบังคับในอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุด ตารางด้านล่างนี้จะแมปโลหะผสมแต่ละชนิดให้เป็นไปตามมาตรฐานที่ใช้ควบคุมทั้งในรูปแบบผลิตภัณฑ์และอุตสาหกรรม
ตารางที่ 5: มาตรฐานและข้อมูลจำเพาะที่ใช้บังคับ - Inconel 600 เทียบกับ Inconel 625
|
มาตรฐาน/ข้อกำหนด |
อินโคเนล 600 |
อินโคเนล 625 |
แบบฟอร์มผลิตภัณฑ์/ขอบเขตการสมัคร |
|
ASTM (แผ่น / แผ่น / แถบ) |
B168 |
B443 |
ผลิตภัณฑ์แผ่นรีดเรียบสำหรับอุตสาหกรรมและการผลิตภาชนะรับความดัน- |
|
ASTM (ท่อและท่อไร้รอยต่อ) |
B167 |
B444 |
ท่อแรงดัน ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน ท่อคอนเดนเซอร์ |
|
ASTM (บาร์และร็อด) |
B166 |
B446 |
ส่วนประกอบกลึง ตัวยึด ก้านวาล์ว เพลา |
|
ASTM (ท่อเชื่อม) |
B514 / B516 |
B705 / B775 |
ระบบท่อแรงดันแบบเชื่อมและท่อเครื่องมือวัด |
|
หม้อไอน้ำ ASME และรหัส PV (ส่วนที่ II) |
SB-168 / SB-167 |
SB-443 / SB-444 |
ส่วนประกอบแบริ่งแรงดัน-ในภาชนะและท่อที่กำหนดรหัส ASME- |
|
AMS (มาตรฐานวัสดุการบินและอวกาศ) |
AMS 5540 (แผ่น) |
AMS 5599 (แผ่น) |
เครื่องยนต์อากาศยานและส่วนประกอบของเฟรมเครื่องบินต้องมีการตรวจสอบย้อนกลับอย่างสมบูรณ์ |
|
การกำหนด UNS |
N06600 |
N06625 |
ตัวระบุ Universal Numbering System สำหรับการตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุ |
|
เทียบเท่า ISO / DIN |
NiCr15Fe / 2.4816 |
NiCr22Mo9Nb / 2.4856 |
การกำหนดมาตรฐานยุโรปสำหรับการจัดซื้อระหว่างประเทศ |
|
AWS Filler Metal (การเชื่อม) |
ERNiCr-3 |
ERNiCrMo-3 |
การจับคู่โลหะตัวเติมตาม AWS A5.14; ERNiCrMo-3 ยังใช้สำหรับข้อต่อโลหะที่ไม่เหมือนกันอีกด้วย |
|
วุฒิการศึกษานิวเคลียร์ |
RCC-M / ประวัติศาสตร์ |
รหัส ASME กรณี N-252 |
625 เป็นที่นิยมในการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ Gen-III+ สมัยใหม่ |
ผลิตภัณฑ์ Inconel 600 และ 625 ที่ได้รับการรับรองทั้งหมดจะต้องมาพร้อมกับรายงานการทดสอบวัสดุ (MTR) หรือที่เรียกว่าใบรับรองโรงงาน ซึ่งจะบันทึกการวิเคราะห์ความร้อนขององค์ประกอบทางเคมี ผลการทดสอบทางกล หมายเลขความร้อน/ล็อต และการปฏิบัติตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง ห่วงโซ่การตรวจสอบย้อนกลับนี้จำเป็นสำหรับ:
ภาชนะรับความดัน ASME และการผลิตท่อ (การปฏิบัติตามรหัสมาตรา IX)
ส่วนประกอบการบินและอวกาศภายใต้ระบบการจัดการคุณภาพ AS9100 / NADCAP
ส่วนประกอบระดับนิวเคลียร์-ภายใต้โปรแกรมการประกันคุณภาพภาคผนวก B 10 CFR 50
อุปกรณ์ใต้ทะเลและนอกชายฝั่งภายใต้การจัดประเภท DNV GL, ABS หรือ Lloyd's Register
ตรวจสอบว่าซัพพลายเออร์ของคุณจัดเตรียม MTR ที่ได้รับการรับรองสำหรับคำสั่งซื้อแต่ละรายการ โดยสามารถตรวจสอบย้อนกลับไปยังความร้อนจำเพาะของโลหะได้ หลีกเลี่ยงการซื้อโดยไม่มีเอกสารครบถ้วนในการใช้งานที่สำคัญ
การผลิตและการเชื่อม
โลหะผสมทั้งสองชนิดจัดอยู่ในประเภท 'ตัดเฉือนได้ยาก' เมื่อเทียบกับเหล็กกล้าคาร์บอนและสเตนเลส เนื่องจากมีอัตราการชุบแข็งและความแข็งแรงสูงในการทำงาน
แนวทางปฏิบัติที่แนะนำ:
ใช้เครื่องมือคราดคาร์ไบด์มุมบวก-และรักษาอัตราการป้อนให้สม่ำเสมอเพื่อป้องกันงานชุบแข็ง
ใช้น้ำหล่อเย็นปริมาณมากเพื่อจัดการความร้อนที่ส่วนต่อประสานการตัด
เครื่องจักร Inconel 600 ค่อนข้างง่ายกว่า 625 เนื่องจากมีความแข็งแรงต่ำกว่า 625 ต้องการความเร็วที่ช้าลงและฟีดที่หนักกว่า
EDM (Electrical Discharge Machining) เหมาะสำหรับทั้งสองเกรด เมื่อการตัดเฉือนแบบธรรมดาไม่สามารถทำได้
โลหะผสมทั้งสองมีความสามารถในการขึ้นรูปเย็นและร้อนได้ดีเยี่ยม แนะนำให้ขึ้นรูปเย็นที่อุณหภูมิต่ำกว่า 930 องศาเพื่อรักษาขนาดที่แม่นยำ การขึ้นรูปร้อนจะดำเนินการในช่วง 1,010–1175 องศาสำหรับ 625 และ 980–1230 องศาสำหรับ 600 การหลอมหลังจากงานเย็นที่สำคัญจะช่วยคืนความเหนียวและบรรเทาความเครียดที่ตกค้าง
อินโคเนล 600:เชื่อมโดยใช้โลหะเติม ERNiCr-3 (AWS A5.14) กระบวนการ GTAW (TIG) และ GMAW (MIG) เป็นมาตรฐาน การหลอมหลังการเชื่อมอาจจำเป็นสำหรับการให้บริการในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างหรือนิวเคลียร์เข้มข้นที่ร้อนเพื่อบรรเทาอาการแพ้
อินโคเนล 625:เชื่อมโดยใช้โลหะเติม ERNiCrMo-3 (AWS A5.14) ไม่จำเป็นต้องมีการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม-ในการใช้งานส่วนใหญ่ ปริมาณ Nb ช่วยลดความเสี่ยงที่จะเกิดอาการแพ้ นอกจากนี้ ERNiCrMo-3 ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมซ้อน (หุ้ม) บนพื้นผิวเหล็กกล้าคาร์บอนเพื่อให้มีความต้านทานการกัดกร่อนระดับ 625 โดยมีต้นทุนที่ต่ำกว่าโครงสร้างแข็ง 625 อย่างมาก
|
625 Weld Overlay - ต้นทุน- โซลูชันทางวิศวกรรมที่มีประสิทธิภาพ: การหุ้มรอยเชื่อม Inconel 625 (หุ้ม) เป็นหนึ่งในเทคนิคการป้องกันการกัดกร่อนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ด้วยการสะสมชั้น 625 หนา 3–5 มม. ไว้บนภาชนะรับความดัน ท่อ และไรเซอร์ที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอน วิศวกรจึงสามารถบรรลุประสิทธิภาพการกัดกร่อนของของแข็ง 625 ได้ในราคาเพียงเศษเสี้ยวของต้นทุนวัสดุ เทคนิคนี้ได้รับมาตรฐานภายใต้ ASME Section IX และ NACE SP0198 |
คู่มือการประยุกต์ใช้งานเฉพาะทางอุตสาหกรรม-
ตารางด้านล่างรวมการเลือกโลหะผสมที่แนะนำในอุตสาหกรรมหลักๆ พร้อมเหตุผลทางเทคนิคหลักสำหรับคำแนะนำแต่ละรายการ
ตารางที่ 6: คู่มือการใช้งานตามอุตสาหกรรม - Inconel 600 เทียบกับ Inconel 625
|
การใช้งาน/อุตสาหกรรม |
ใช้ 600 |
ใช้ 625 |
เหตุผลทางเทคนิคหลัก |
|
การอบชุบด้วยความร้อนและการแปรรูปด้วยความร้อน |
|||
|
เตาหลอมและโต้กลับ |
✓ ที่ต้องการ |
ต้านทานที่ดีเยี่ยมต่อบรรยากาศเตาคาร์บูไรซิ่ง ไนไตรด์ และออกซิไดซ์ที่สูงกว่า 900 องศา |
|
|
ท่อส่งรังสีและอุปกรณ์บำบัดความร้อน- |
✓ ที่ต้องการ |
600 คือมาตรฐานในอดีต ต้นทุนต่ำกว่า 625 สำหรับบริการที่อุณหภูมิสูงที่ไม่-มีฤทธิ์กัดกร่อน- |
|
|
การแปรรูปทางเคมีและปิโตรเคมี
|
|||
|
เครื่องระเหยโซดาไฟ (NaOH) |
✓ ที่ต้องการ |
600 ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นมาตรฐานสำหรับบริการสารกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง- ต้นทุน-มีประสิทธิภาพ |
|
|
เครื่องฟอกแก๊สกรด (มีคลอไรด์-) |
✓ ที่ต้องการ |
625 ทนทานต่อการรวม HCl, H2SO4 และคลอไรด์ที่พบในระบบ FGD |
|
|
ท่อฉีดเคมีใต้ทะเล |
✓ จำเป็น |
NACE MR0175 และ DNVGL-OS-F101 ระบุ 625 สำหรับความต้านทานการกัดกร่อนใต้ทะเล |
|
|
การบินและอวกาศ กลาโหม และการผลิตพลังงาน
|
|||
|
เครื่องยนต์ไอพ่นจะดันตัวกลับและ nacelles |
✓ ที่ต้องการ |
625 ถูกเลือกสำหรับการผสมผสานระหว่างความแข็งแรงสูง ความต้านทานต่อความล้า และความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน |
|
|
ท่อระบายไอเสียและท่อรีฮีทเตอร์ |
✓ เหมาะสม |
✓ เหมาะสม |
ใช้งานได้ทั้งคู่; 600 ต้องการราคาต่ำกว่า 900 องศา; 625 เลือกเมื่อมีภาระความล้าสูงกว่า |
|
ซีลกังหันแก๊สและวงแหวนบรรจุ |
✓ ที่ต้องการ |
625 เหมาะสำหรับต้านทานความล้าของวงจรสูง-และต้านทานออกซิเดชันของไอน้ำ |
|
|
ทางทะเล น้ำมันและก๊าซ และนิวเคลียร์ |
|||
|
ลวดเกราะไรเซอร์แบบยืดหยุ่นนอกชายฝั่ง |
✓ จำเป็น |
มาตรฐาน API 17J / 17B และ DNV ระบุ 625 สำหรับการใช้งานท่อแบบยืดหยุ่นในบริการเปรี้ยว |
|
|
ท่อเครื่องกำเนิดไอน้ำนิวเคลียร์ (สมัยใหม่) |
✓ ที่ต้องการ |
625 มาแทนที่ 600 ในรูปแบบ Gen-III+ เนื่องจากมีความต้านทาน IGSCC ที่เหนือกว่าในสารหล่อเย็น PWR |
|
|
องค์ประกอบความร้อนความต้านทานไฟฟ้า |
✓ ที่ต้องการ |
ความต้านทานไฟฟ้าสูงขึ้น 600 และประสิทธิภาพที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในการใช้งานองค์ประกอบความร้อน |
|
การพิจารณาต้นทุน
โดยทั่วไป Inconel 625 จะมีราคาพรีเมียมอยู่ที่ 30–50% เมื่อเทียบกับ Inconel 600 ซึ่งสะท้อนถึงต้นทุนของปริมาณโลหะผสมที่สูงกว่า - โดยเฉพาะโมลิบดีนัมและไนโอเบียม ซึ่งทั้งสองอย่างนี้เป็นโลหะชนิดพิเศษที่มีห่วงโซ่อุปทานทั่วโลกที่จำกัด ณ ปี 2025 ราคาตลาดโดยประมาณ:
แผ่น Inconel 600 (เคลือบ 2B, ASTM B168): ประมาณ 18-24 เหรียญสหรัฐ/กก. ขึ้นอยู่กับรูปแบบและความหนา
แผ่น Inconel 625 (เคลือบ 2B, ASTM B443): ประมาณ 28-38 เหรียญสหรัฐ/กก. ขึ้นอยู่กับรูปแบบและความหนา
ราคาบาร์ ท่อ และท่อเป็นไปตามส่วนต่างที่คล้ายคลึงกัน
หมายเหตุ: ราคาเป็นเพียงตัวบ่งชี้และอาจเปลี่ยนแปลงได้ตามความผันผวนของตลาดนิกเกิล โมลิบดีนัม และเฟอร์โรนีโอเบียมของ LME ขอใบเสนอราคาอย่างเป็นทางการจากซัพพลายเออร์ของคุณสำหรับราคาปัจจุบัน
ค่าใช้จ่ายล่วงหน้าที่สูงขึ้นของ Inconel 625 มักจะสมเหตุสมผล - และมักจะมากกว่าการกู้คืน - ด้วยอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ความถี่ในการบำรุงรักษาลดลง และการหลีกเลี่ยงการปิดระบบโดยไม่ได้วางแผนในแอปพลิเคชันที่สำคัญ ความล้มเหลวของอุปกรณ์เพียงครั้งเดียวในท่อส่งนอกชายฝั่ง โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ หรือเครื่องปฏิกรณ์เคมี อาจทำให้ต้นทุนการสั่งซื้อที่มีขนาดมากกว่าส่วนต่างของต้นทุนวัสดุระหว่าง 600 ถึง 625
การเลือก 600 โดยที่ 625 เป็นตัวเลือกทางวิศวกรรมที่ถูกต้องถือเป็นการประหยัดที่ผิดพลาด ในทางกลับกัน การระบุ 625 โดยที่ 600 นั้นเพียงพอแล้ว (เช่น บรรยากาศเตาเผาที่สะอาด บริการที่มีฤทธิ์กัดกร่อน) จะเพิ่มต้นทุนที่ไม่จำเป็นโดยไม่เกิดประโยชน์ด้านประสิทธิภาพ
ใช้เมทริกซ์ด้านล่างเพื่อเลือกโลหะผสมอย่างรวดเร็ว สำหรับการใช้งานที่ซับซ้อน ความปลอดภัย-สำคัญ หรืออยู่ภายใต้กฎระเบียบ- ให้จ้างวิศวกรด้านวัสดุหรือการกัดกร่อนที่ผ่านการรับรองเสมอ
ตารางที่ 7: เมทริกซ์การตัดสินใจเลือกเกรด - Inconel 600 เทียบกับ Inconel 625
|
ปัจจัยการตัดสินใจ |
เลือก 600 |
เลือก 625 |
เหตุผล |
|
Primary concern is high-temperature oxidation (>900 องศา) |
✓ |
600 รักษาความต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดีกว่าที่อุณหภูมิสุดขั้ว |
|
|
สิ่งแวดล้อมประกอบด้วยคลอไรด์ น้ำทะเล หรือกรดที่มีฤทธิ์รุนแรง |
✓ |
625 พรีน ~51 กับ ~25 สำหรับ 600; Mo และ Nb ให้ข้อได้เปรียบในการกัดกร่อนขั้นเด็ดขาด |
|
|
ต้องมีความแข็งแรงเชิงกลสูงที่อุณหภูมิใช้งาน |
✓ |
625 UTS อบอ่อน ~827 MPa เทียบกับ ~550 MPa สำหรับ 600; แข็งแกร่งขึ้น ~50% |
|
|
งบประมาณเป็นข้อจำกัดหลัก (บริการที่ไม่ใช่-ที่สำคัญ) |
✓ |
600 ราคา 30–50% น้อยกว่า 625; เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน/ความร้อนเล็กน้อย |
|
|
การใช้งานเกี่ยวข้องกับการเชื่อมในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง |
✓ |
การซ้อนทับรอยเชื่อม 625 เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม Nb ป้องกันอาการแพ้จากการเชื่อม |
|
|
จำเป็นต้องมีคุณสมบัติด้านนิวเคลียร์ การบินและอวกาศ หรือการป้องกัน |
✓ |
625 เป็นวัสดุที่ผ่านการรับรองที่ทันสมัยสำหรับการใช้งานที่ได้รับการควบคุมที่สำคัญที่สุด |
|
|
จำเป็นต้องมีบริการไครโอเจนิกส์ (LNG, ไนโตรเจนเหลว) |
✓ |
625 คงความเหนียวทนแรงกระแทกได้ดีเยี่ยมถึง -196 องศา ; เหมาะสำหรับระบบ LNG |
|
|
บริการกัดกร่อน/ด่างที่อุณหภูมิสูง |
✓ |
600 เป็นมาตรฐานที่พิสูจน์แล้วและคุ้มค่า-สำหรับการแปรรูปโซดาไฟและอัลคาไล |
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง-เล็กน้อย ที่ไม่ใช่-คลอไรด์ ไม่เป็น-กรด 600 เป็นทางเลือกที่คุ้มค่า{4}}โดยชอบด้วยกฎหมาย อย่างไรก็ตาม การแทนที่ 600 ด้วย 625 ในการใช้งานทางทะเล เคมี ใต้ทะเล การบินและอวกาศ หรือนิวเคลียร์จะส่งผลให้เกิดความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร ความแตกต่าง PREN (18 กับ 51) ไม่ใช่ส่วนเพิ่ม - แต่เป็นการเปลี่ยนแปลง ห้ามทดแทนโดยไม่ได้รับการประเมินทางวิศวกรรมอย่างเป็นทางการสำหรับเงื่อนไขการบริการเฉพาะ
เพื่อวัตถุประสงค์ในการต้านทานการกัดกร่อน ใช่ - เมื่อทาอย่างถูกต้องกับความหนาขั้นต่ำ 3 มม. (โดยทั่วไปแล้วจะสะสม 2 ชั้น) เคมีของพื้นผิวเคลือบจะใกล้เคียงกันกับสูตร 625 อย่างใกล้ชิดและให้ประสิทธิภาพการกัดกร่อนที่เทียบเท่ากัน อย่างไรก็ตาม การซ้อนทับของการเชื่อมไม่ได้ให้คุณสมบัติความแข็งแรงเชิงกลของของแข็ง 625; ความแข็งแรงได้มาจากพื้นผิวเหล็กคาร์บอน การซ้อนทับของการเชื่อมได้รับการตรวจสอบภายใต้ ASME มาตรา IX และผ่านการรับรองอย่างกว้างขวางตาม NACE SP0198
Inconel 625 LCF (ความล้าในรอบต่ำ) เป็นตัวแปรทางเคมีที่มีการควบคุม-ของมาตรฐาน 625 ซึ่งได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการต้านทานความล้าสูงในเครื่องสูบลม ข้อต่อการขยายตัว และท่อแบบยืดหยุ่น มีการควบคุมทางเคมีที่เข้มงวดกว่า และโดยทั่วไปจะจ่ายให้กับ AMS 5599 ความต้านทานการกัดกร่อนเทียบเท่ากับมาตรฐาน 625 การปรับปรุงอยู่ที่อายุความล้าภายใต้สภาวะโหลดแบบวน
โดยพื้นฐานแล้วทั้ง Inconel 600 และ 625 ไม่เป็นแม่เหล็ก-ในสภาวะอบอ่อน (ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็ก < 1.01) การทำงานที่เย็นสามารถกระตุ้นให้เกิดสนามแม่เหล็กเล็กน้อยใน 600 เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนไซต์บางส่วน แต่ในทางปฏิบัติน้อยมาก โลหะผสมทั้งสองชนิดนี้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการวัสดุที่ไม่ใช่-แม่เหล็ก รวมถึงอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่อยู่ติดกันด้วย MRI- ระบบกำจัดสนามแม่เหล็กของกองทัพเรือ และการใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์บางอย่าง
การตรวจสอบด้วยสายตาไม่สามารถแยกแยะโลหะผสมเหล่านี้ได้ การใช้งาน: (1) การตรวจสอบใบรับรองโรงงาน / MTR ซึ่งเป็นเอกสารการตรวจสอบย้อนกลับขั้นสุดท้ายและควรมาพร้อมกับวัสดุที่ได้รับการรับรองทั้งหมด (2) สเปกโตรมิเตอร์ XRF (X-ray fluorescence) แบบพกพา ซึ่งตรวจจับโมลิบดีนัมและไนโอเบียมใน 625 ภายในไม่กี่วินาที (3) ชุดทดสอบจุดเคมีสำหรับการตรวจจับโม อย่าพึ่งพารูปลักษณ์ สี หรือน้ำหนักเพียงอย่างเดียวในการระบุโลหะผสมในการใช้งานที่สำคัญด้านความปลอดภัย-
บทสรุป
Inconel 600 และ Inconel 625 เป็นวัสดุทางวิศวกรรมชั้นยอด - แต่มีความพิเศษในด้านที่แตกต่างกันสำหรับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน
Inconel 600 เป็นโลหะผสมที่เป็นตัวเลือกเมื่อความท้าทายหลักคือความร้อนสูง: บรรยากาศของเตาเผา สภาพแวดล้อมที่ทำให้เกิดคาร์บูไรซิ่ง หรือบริการอัลคาไลที่อุณหภูมิสูง- ประวัติการทำงานเป็นเวลา 80+ ปี ความครอบคลุมมาตรฐานที่กว้างขวาง และต้นทุนที่ต่ำกว่า ทำให้เป็นโซลูชันที่สมเหตุสมผลและผ่านการพิสูจน์แล้วสำหรับแอปพลิเคชันเหล่านี้
Inconel 625 เป็นโลหะผสมที่เลือกใช้เมื่อสภาพแวดล้อมมีการกัดกร่อนและต้องการน้ำทะเล - สารเคมีที่รุนแรง - สภาพใต้ทะเลแรงดันสูง - ความล้าของการบินและอวกาศ หรือบริการด้านนิวเคลียร์ การเติมโมลิบดีนัมและไนโอเบียมทำให้ได้วัสดุที่ทนทานต่อการกัดกร่อน- แข็งแกร่งกว่ามาก และ-เชื่อมได้ดีกว่า 600 ค่าพรีเมียมต้นทุนวัสดุ 30–50% ได้รับการพิสูจน์อย่างสม่ำเสมอจากประสิทธิภาพตลอดอายุการใช้งาน
|
คำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญของเรา: เมื่อการใช้งานของคุณเกี่ยวข้องกับคลอไรด์ น้ำทะเล กรดอินทรีย์ ความเค้นเชิงกลสูง หรือข้อกำหนดคุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่สำคัญ - ระบุ Inconel 625 (หรือการซ้อนทับรอยเชื่อม 625 เป็นทางเลือก-ที่คุ้มค่าที่สุด) เมื่อการใช้งานของคุณใช้ความร้อนเป็นหลัก (เตาเผา การอบชุบด้วยความร้อน -การเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง) ในบรรยากาศที่สะอาด - Inconel 600 เป็นมาตรฐานที่พิสูจน์แล้วและคุ้มค่า- ทีมขายของเราพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณในการเลือกเกรด การตรวจสอบใบรับรองวัสดุ และการผลิตโลหะผสมทั้งสองแบบตามสั่ง |
