Inconel 617 2.4663
Inconel 617 (NiCr23Co12Mo) to nadstop niklowo-chromowo-kobaltowo-molibdenowy umacniany roztworowo, przeznaczony do długotrwałej pracy w bardzo wysokich temperaturach sięgających 1100°C. Dodatek kobaltu i molibdenu zapewnia wysoką wytrzymałość oraz doskonałe właściwości pełzania w tych warunkach, a wysoka zawartość chromu i niklu, wspomagana niewielkim dodatkiem aluminium, daje bardzo dobrą odporność na utlenianie i nawęglanie. Stop zachowuje przy tym dobrą plastyczność i spawalność.
Oznaczenia
Ten sam materiał pod nazwami, których używa się w różnych normach i krajach. Wpisanie dowolnej z nich w wyszukiwarce prowadzi na tę stronę.
| System | Oznaczenie |
|---|---|
| Werkstoff-NrNumer materiałowy — tak gatunki opisują huty i dostawcy w Europie. | 2.4663 |
| ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego. | 2.4663 |
| DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji. | 2.4663 |
| PNOznaczenie polskie — to zwykle jest na rysunku i w rozmowie na hali. | 2.4663≈ odpowiednik przybliżony |
| UNSUjednolicony numer amerykański (ASTM/SAE), np. S30400 dla stali 304 — spotykany w normach ASTM i atestach hutniczych. | N06617 |
| Nazwa handlowaJak materiał nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie. | Inconel 617 / Alloy 617 |
≈ Zbliżony gatunek, nie ten sam. Do zamiany w produkcji wymaga sprawdzenia w karcie materiałowej.
Właściwości
| Właściwość | Symbol | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Gęstość | ρ | 8400 kg/m³ | EN 10095:1999 |
| Granica plastyczności | Re | 300 MPa | EN 10095:1999 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Rm | 700 MPa | EN 10095:1999 |
| Moduł Younga | E | 212 GPa | EN 10095:1999 |
| Liczba Poissona | ν | 0,29 | EN 10095:1999 |
| Twardość Brinella | HB | 200 HB | EN 10095:1999 |
| Rozszerzalność cieplna | α | 13,4 10⁻⁶/K | EN 10095:1999 |
| Przewodność cieplna | λ | 13,4 W/(m·K) | EN 10095:1999 |
| Ciepło właściwe | c | 420 J/(kg·K) | EN 10095:1999 |
| Temperatura topnienia | Tm | 1330 °C | EN 10095:1999 |
| Maksymalna temperatura pracy | Tmax | 1100 °C | EN 10095:1999 |
| Rezystywność | ϱ | 1,22 µΩ·m | EN 10095:1999 |
Wartości nominalne z podanych norm. Do obliczeń wytrzymałościowych używaj atestu materiałowego od dostawcy.
Skład chemiczny
Zakresy dopuszczone przez normę, w procentach masowych. Rzeczywisty skład wytopu podaje atest hutniczy.
- Pierwiastek — Zawartość
- Ni
- 44,50 %
- Cr
- 20,00–24,00 %
- Co
- 10,00–15,00 %
- Mo
- 8,00–10,00 %
- Al
- 0,80–1,50 %
- C
- 0,05–0,15 %
- Fe
- maks. 3,00 %
- Mn
- maks. 1,00 %
- Si
- maks. 1,00 %
- Ti
- maks. 0,60 %
- Cu
- maks. 0,50 %
- S
- maks. 0,015 %
- B
- maks. 0,006 %
- P
- maks. 0,012 %
Obróbka cieplna
Temperatury podane w stopniach Celsjusza. Ośrodek chłodzący i twardość po zabiegu tak, jak podaje karta materiałowa. Ten sam zabieg może wystąpić kilka razy — np. hartowanie w wodzie i w oleju dają różną twardość.
| Zabieg | Temperatura | Ośrodek | Twardość |
|---|---|---|---|
| WalcowanieZakres temperatur walcowania na gorąco. Poniżej dolnej granicy stal przestaje płynąć i zaczyna pękać. | 950–1205 °C | woda / powietrze | — |
| KucieZakres temperatur kucia — zwykle najszerszy z wszystkich. Kucie poniżej dolnej granicy rozrywa materiał, powyżej górnej przepala go. | 1010–1205 °C | woda / powietrze | — |
| NormalizowaniePo kuciu albo walcowaniu: rozdrabnia ziarno, które obróbka na gorąco pozostawiła, i ujednolica strukturę przed hartowaniem. | — | — | —nie nadaje się do normalizowania |
| Wyżarzanie zmiękczająceStan dostawy i stan, w którym stal się obrabia. Twardość podana jako górna granica. | 1149–1177 °C | woda | 180–205 HB |
| Wyżarzanie odprężającePo obróbce zgrubnej, przed wykańczającą — zdejmuje naprężenia, które inaczej wyjdą przy hartowaniu. | do 870 °C | powietrze | 180–205 HB |
| HartowanieTemperatura austenityzowania i ośrodek chłodzący. | — | — | — |
| Odpuszczanie niskieOkoło 150–250 °C. Zdejmuje naprężenia hartownicze i kruchość, zostawiając twardość prawie nietkniętą — stan narzędzi skrawających. | — | — | — |
| Odpuszczanie wysokieOkoło 500–650 °C. Oddaje twardość za udarność — ulepszanie cieplne części maszyn, nie narzędzi skrawających. | — | — | — |
| Twardość roboczaTwardość gotowego narzędzia — to ona decyduje, jak długo trzyma krawędź. | — | — | 180–205 HB |
Wartości nominalne z podanych norm. Do obliczeń wytrzymałościowych używaj atestu materiałowego od dostawcy.
Kalkulatory dla tego materiału
Gęstość tego materiału zostanie wczytana automatycznie po przejściu do kalkulatora.
Zastosowania
Turbiny gazowe
komory spalania, elementy gorącej części turbiny, osłony termiczne, elementy narażone na duże obciążenia cieplne i mechaniczne jednocześnie
Przemysł petrochemiczny i produkcja kwasu azotowego
instalacje procesowe pracujące w wysokiej temperaturze, reaktory katalityczne, rury piecowe, elementy narażone na środowiska utleniające i redukujące
Wymienniki ciepła i nagrzewnice
wysokotemperaturowe wymienniki ciepła, nagrzewnice powietrza, rury nośne w piecach przemysłowych
Energetyka i reaktory wysokotemperaturowe
elementy kotłów pracujące w wysokiej temperaturze, komponenty reaktorów wysokotemperaturowych chłodzonych gazem (HTGR)
Odporność na utlenianie, nawęglanie i azotowanie
Wysoka zawartość niklu, chromu i kobaltu w połączeniu z dodatkiem ok. 1% aluminium zapewnia Inconelowi 617 bardzo dobrą odporność na utlenianie w temperaturach do ok. 1100 °C, a także dobrą odporność na nawęglanie i azotowanie w agresywnych atmosferach.
Stop wykazuje jednak tendencję do tworzenia wewnętrznych azotków glinu w silnie utleniających atmosferach spalania, co warto uwzględnić przy doborze materiału do konkretnej instalacji.
Wytrzymałość w podwyższonej temperaturze
Inconel 617 jest stopem umacnianym roztworowo (nie wydzieleniowo), dzięki czemu zachowuje dobrą plastyczność i odporność na pełzanie nawet po długotrwałej ekspozycji w wysokiej temperaturze. Wykazuje przy tym bardzo dobrą wytrzymałość zmęczeniową niskocyklową w warunkach podwyższonej temperatury.
Dopuszczalne naprężenia robocze w wysokiej temperaturze określa się zgodnie z ASME Sec. VIII, Div. 1.
Spawalność
Inconel 617 ma dobrą spawalność i daje się kształtować konwencjonalnymi metodami. Jako stop umacniany roztworowo (a nie wydzieleniowo) nie jest podatny na pęknięcia związane z utwardzaniem starzeniowym, co ułatwia spawanie w porównaniu ze stopami typu Inconel 718.
Odporność korozyjna w środowisku wodnym
Stop jest odporny na większość kwasów utleniających i redukujących. Warto jednak zaznaczyć, że materiał w stanie wyżarzonym może być podatny na międzykrystaliczne pękanie korozyjne pod wpływem kwasu politionowego (środowisko powstające przy kontakcie osadów siarczkowych z tlenem i wilgocią, typowe dla przestojów instalacji petrochemicznych) — w aplikacjach narażonych na to ryzyko stosuje się dedykowaną obróbkę cieplną ograniczającą wrażliwość na ten typ korozji.