Çözeltiye alma ve yaşlandırma: Nikel alaşımları.

Ne yapıyoruz

Çözeltiye alma ve yaşlandırma: Nikel alaşımlar

Çözeltiye alma işlemi, bir alaşımın uygun bir sıcaklığa kadar ısıtılması, bir veya daha fazla bileşenin katı bir çözeltiye girmesine neden olacak kadar uzun süre bu sıcaklıkta tutulması ve ardından bu bileşenleri çözeltide tutacak kadar hızlı bir şekilde soğutulmasıdır. Sonraki çökeltme ısıl işlemleri, bu bileşenlerin doğal (oda sıcaklığında) veya yapay olarak (daha yüksek sıcaklıklarda) kontrollü bir şekilde salınmasını sağlar.

Çözeltiye alma ve yaşlandırmanın faydaları: Nikel alaşımları

Çözelti işlemi veya çözelti işlemi ve çökelme yaşlandırma sertleştirmesi ile geliştirilmiş çeşitli arzu edilen özelliklere sahip olabilen çok sayıda döküm ve dövme nikel bazlı alaşım vardır. Oda sıcaklığı ve/veya yüksek sıcaklıkta mekanik mukavemet, korozyon direnci ve oksidasyon direnci gibi özellikler tipik olarak bu tür ısıl işlemlerle geliştirilir.

Uygulamalar ve malzemeler

Isıl işlem uygulanabilen nikel bazlı alaşımların özellikleri, uygun ısıl işlem parametrelerinin seçilmesiyle geliştirilebilir. Nikel bazlı alaşımlarda tek başına çözelti işlemi veya çözelti işlemini takiben çökelme yaşlandırma sertleştirmesi yaygın olarak kullanılır.

Çözeltiye alma işlemi

• İmalat işlemleri sırasında çoğu malzeme işlenerek sertleştirilebilir ve bu da malzemenin daha fazla işlenebilmesini sınırlandırır. Proses içi çözelti işlemi (gerilim giderme), daha fazla işlemeye izin vermek için bu işle sertleştirilmiş durumu azaltabilir.
• Lehimleme, kaynak veya kaplama gibi üretim süreçleri malzeme özellikleri üzerinde istenmeyen bir etkiye sahip olabilir ve bu etki sonraki işlemlerden önce çözeltiye alma işlemi yoluyla tersine çevrilebilir.
• Üretim süreçleri, nihai çökelme yaşlandırma sertleştirmesi işleminin erken başlamasına neden olabilir, bu da daha sonraki işlemlerden önce yeniden çözeltiye alma işlemi ile tersine çevrilebilir.
• Birçok nikel bazlı alaşım, istenen özelliklerini yalnızca çözeltiye alma işlemi prosesi ile geliştirir. Bunlar katı çözelti ile güçlendirilmiş alaşımlar olarak kabul edilir. Bunlara örnek olarak Hastelloy X, INCO 625 ve HA 230 verilebilir.

Çökeltme yaşlandırma sertleştirmesi

• Parçaya özgü tasarım kriterlerini karşılamak için gereken nihai malzeme özelliklerinin geliştirilmesi, tipik olarak malzemenin (döküm / dövme malzeme) çökelme yaşı sertleşmesi yoluyla alaşıma özgü bir mikroyapı geliştirmek için uzun bir düşük sıcaklık ısıl işlem döngüsüne tabi tutulmasını gerektirir.
• Isıl işlem süreci malzeme sertliğinde önemli bir artışa neden olduğundan ve hesaba katılması gereken tahmin edilebilir miktarda boyut değişikliği (büzülme) meydana geldiğinden, tipik olarak bu adım üretim sürecinin sonunda veya sonuna yakın bir zamanda gerçekleştirilir. Yaşlandırma sonrası sertleştirilmiş işleme gerekiyorsa işleme maliyetleri önemli ölçüde artabilir.
• Tipik malzeme örnekleri şunlardır: INCO 718, INCO 738, Mar-M-247, Waspaloy ve C263.

Çözeltiye alma ve yaşlandırma: Nikel alaşımları proses detayları

• Çözelti işlemi tipik olarak vakumda 1800 ila 2450°F arasında değişen sıcaklıklarda gerçekleştirilir ve ardından hızlı gaz fanı soğutması ile oda sıcaklığına getirilir. Birçok malzeme, nihai üründe uygun metalurjik mikro yapının elde edilmesini sağlamak için ulaşılması gereken belirli soğutma hızlarına sahiptir.
• Çökelme yaşı sertleştirmesi tipik olarak 1000 ila 2080°F arasında değişen sıcaklıklarda, belirtilen malzeme ve metalurjik mikro yapıya bağlı olarak 2 saat ila 40+ saat arasında değişen bekletme süreleri için vakum, inert atmosfer veya havada gerçekleştirilir. İstenen nihai sonuçlara ulaşmak için birden fazla adım (her adımda azalan sıcaklıklarla) da gerekli olabilir.
• Uygulanabilir endüstriyel spesifikasyonlar SAE AMS 2773 ve AMS 2774'ü içerir.