Przesycanie i starzenie: stopy niklu.

Czym się zajmujemy

Przesycanie i starzenie: Stopy niklu

Przesycanie polega na podgrzaniu stopu do odpowiedniej temperatury, utrzymaniu go w tej temperaturze przez czas wystarczający do wprowadzenia jednego lub kilku składników do roztworu stałego, a następnie schłodzeniu go wystarczająco szybko, aby utrzymać te składniki w roztworze. Późniejsza obróbka cieplna wywołująca wytrącanie umożliwia kontrolowane uwalnianie tych składników w sposób naturalny (w temperaturze pokojowej) lub sztuczny (w wyższych temperaturach).

Zalety przesycania i starzenia: stopy niklu

Istnieje wiele stopów na bazie niklu odlewanych i kutych, które mogą mieć różne pożądane właściwości wzmocnione przez przesycanie lub obróbkę w roztworze i utwardzanie wydzieleniowe. Dzięki takiej obróbce cieplnej zazwyczaj poprawiają się właściwości takie jak wytrzymałość mechaniczna w temperaturze pokojowej i/lub w podwyższonej temperaturze, odporność na korozję oraz odporność na utlenianie.

Zastosowania i materiały

Właściwości stopów niklu poddawanych obróbce cieplnej można poprawić poprzez dobór odpowiednich parametrów obróbki cieplnej. W przypadku stopów na bazie niklu powszechnie stosuje się samą obróbkę przesycania lub obróbkę przesycania, a następnie utwardzanie wydzieleniowe.

Obróbka przesycaniem

• Podczas procesu produkcyjnego większość materiałów może ulec utwardzeniu, co ogranicza możliwość dalszej obróbki materiału. Obróbka przesycaniem w trakcie procesu (odprężanie) może zmniejszyć ten stan utwardzenia, umożliwiając dalszą obróbkę.
• Procesy produkcyjne, takie jak lutowanie twarde, spawanie lub powlekanie mogą mieć niepożądany wpływ na właściwości materiału, które można odwrócić poprzez obróbkę przesycaniem przed dalszym przetwarzaniem.
• Procesy produkcyjne mogą skutkować przedwczesnym rozpoczęciem końcowego procesu utwardzania wydzieleniowego, który można odwrócić poprzez ponowne przesycanie przed dalszym przetwarzaniem.
• Wiele stopów na bazie niklu uzyskuje pożądane właściwości wyłącznie w procesie obróbki przesycaniem. Są one uważane za stopy wzmocnione roztworem stałym. Przykładami takich stopów są Hastelloy X, INCO 625 i HA 230.

Utwardzanie wydzieleniowe

• Opracowanie ostatecznych właściwości materiału wymaganych do spełnienia określonych kryteriów projektowych części zazwyczaj wymaga poddania materiału (odlewu / materiału kutego) długiemu cyklowi obróbki cieplnej w niższej temperaturze w celu opracowania mikrostruktury specyficznej dla stopu przez utwardzanie wydzieleniowe.
• Zazwyczaj etap ten przeprowadza się pod koniec procesu produkcyjnego, ponieważ proces obróbki cieplnej powoduje znaczny wzrost twardości materiału i występuje przewidywalna zmiana rozmiaru (skurcz), którą należy uwzględnić. jeśli po starzeniu wymagana jest obróbka koszty obróbki mogą drastycznie wzrosnąć.
• Typowymi przykładami materiałów są: INCO 718, INCO 738, Mar-M-247, Waspaloy i C263.

Szczegóły procesu przesycania i starzenia: dla stopów niklu

• Obróbka przesycaniem jest zwykle wykonywana w temperaturach od 1 800 do 2 450°F w próżni, po czym następuje szybkie chłodzenie wentylatorem gazowym do temperatury pokojowej. Wiele materiałów ma określone szybkości chłodzenia, które muszą zostać osiągnięte, aby zapewnić właściwą mikrostrukturę metalurgiczną w produkcie końcowym.
• Utwardzanie wydzieleniowe jest zwykle wykonywane w temperaturach od 1000 do 2080°F w próżni, atmosferze obojętnej lub powietrzu przez czas od 2 godziny do ponad 40 godzin, w zależności od konkretnego materiału i wymaganej mikrostruktury metalurgicznej. Aby osiągnąć pożądane wyniki końcowe, konieczne może być również zastosowanie kilku etapów (z obniżaniem temperatury na każdym etapie).
• Obowiązujące specyfikacje przemysłowe obejmują SAE AMS 2773 i AMS 2774.