Erkautuskarkaisu ja vanhennus: Nikkeliseokset.

Mitä me teemme

Erkautuskarkaisu ja vanhennus: Nikkeliseokset

Liuotuskäsittely on seoksen kuumentamista sopivaan lämpötilaan, sen pitämistä tässä lämpötilassa riittävän kauan, jotta yksi tai useampi ainesosa muuttuu kiinteäksi liuokseksi, ja sen jälkeen riittävän nopeaa jäähdyttämistä, jotta nämä ainesosat pysyvät liuenneena. Myöhemmät vanhennuskäsittelyt mahdollistavat näiden ainesosien hallitun vapautumisen joko luonnollisesti (huoneenlämmössä) tai keinotekoisesti (korkeammissa lämpötiloissa).

Erkautuskarkaisun ja vanhennuksen edut: Nikkeliseokset

On olemassa lukuisia valettuja ja muokattavia nikkelipohjaisia seoksia, joiden erilaisia toivottuja ominaisuuksia voidaan parantaa joko erkautuksella tai erkautuksella ja vanhennuksella. Tällaiset lämpökäsittelyt parantavat tyypillisesti ominaisuuksia kuten mekaanista lujuutta huoneenlämmössä ja/tai kohotetussa lämpötilassa, korroosionkestävyyttä ja hapettumisenestoa.

Käyttökohteet ja materiaalit

Lämpökäsiteltävien nikkelipohjaisten seosten ominaisuuksia voidaan parantaa valitsemalla sopivat lämpökäsittelyparametrit. Nikkelipohjaisilla seoksilla käytetään yleisesti pelkkää liuotuskäsittelyä tai liuotuskäsittelyä, jota seuraa vanhennus.

Erkautuskäsittely - Liuotushehkutus

• Valmistusprosessin aikana useimmat materiaalit työstökarkenevat, mikä rajoittaa materiaalin jatkokäsittelymahdollisuuksia. Prosessin aikainen liuotuskäsittely (jännityksenpoisto) voi vähentää tätä työkarennutta tilaa ja mahdollistaa jatkokäsittelyn.
• Valmistusprosesseilla, kuten juottamisella, hitsaamisella tai pinnoittamisella, voi olla epätoivottuja vaikutuksia materiaalin ominaisuuksiin, jotka voidaan kumota erkautuskäsittelyllä ennen jatkokäsittelyä.
• Valmistusprosessit voivat johtaa lopullisen vanhennusproseein ennenaikaiseen alkamiseen, mikä voidaan kumota käsittelemällä se uudelleen erkauttamalla ennen jatkokäsittelyä.
• Monet nikkelipohjaiset seokset saavat halutut ominaisuutensa ainoastaan erkautuskäsittelyprosessin avulla. Niitä pidetään kiinteällä liuoksella lujitettuina seoksina. Esimerkkejä näistä ovat Hastelloy X, INCO 625 ja HA 230.

Vanhennus

• Osakohtaisten suunnitteluperusteiden täyttämiseksi vaadittavien lopullisten materiaaliominaisuuksien kehittäminen edellyttää yleensä, että materiaali (valettu/työstetty materiaali) altistetaan pitkälle alhaisemman lämpötilan lämpökäsittelyjaksolle, jotta oikea mikrorakenne kehittyy erkautusvanhennuksen avulla.
• Tyypillisesti tämä vaihe suoritetaan valmistusprosessin loppuvaiheessa tai sen loppupuolella, koska lämpökäsittelyprosessi johtaa materiaalin kovuuden merkittävään kasvuun, ja siinä tapahtuu ennakoitavissa oleva määrä kokomuutosta (kutistuminen), joka on otettava huomioon. Koneistuskustannukset voivat nousta huomattavasti, jos tarvitaan jälkikarkaisun jälkeistä koneistusta.
• Tyypillisiä esimerkkejä materiaaleista ovat: INCO 718, INCO 738, Mar-M-247, Waspaloy ja C263.

Erkautus ja vanhennus: Nikkeliseokset prosessin yksityiskohdat

• Liuotuskäsittely suoritetaan tyypillisesti 982–1343 °C:n lämpötiloissa tyhjiössä, minkä jälkeen nopea sammutus ylipaineistetulla typellä huoneenlämpötilaan. Monilla materiaaleilla on tietyt jäähdytysnopeudet, jotka on saavutettava, jotta lopputuotteeseen saadaan oikea metallurginen mikrorakenne.
• Erkautuskarkaisu suoritetaan tyypillisesti lämpötiloissa, jotka vaihtelevat 982–1140 °C tyhjiössä, inertissä ilmakehässä tai ilmassa, ja pitoaika vaihtelee 2 tunnista 40+ tuntiin riippuen materiaalista ja määritellystä metallurgisesta mikrorakenteesta. Haluttujen lopputulosten saavuttamiseksi voi myös olla tarpeen suorittaa useita vaiheita (joissa lämpötila laskee jokaisessa vaiheessa).
• Sovellettaviin teollisuusstandardeihin kuuluvat SAE AMS 2773 ja AMS 2774.