لا يزال Inconel 718 ، وهو Superalloy الذي تم تطويره في أواخر الخمسينيات ، أحد أكثر المواد تنوعًا واستخدامًا كبيرًا في البيئات الصعبة. تشتهر باحتفاظها الاستثنائي بقدرها ، وتحمل التعب ، والمقاومة الفائقة للزحف والأكسدة في درجات حرارة مرتفعة ، وفهم تطورها المجهرية وآليات التعزيز الأساسية لتعزيز الأداء ونطاق التطبيق.

المكونات الدقيقة الأساسية

تشمل التركيب الكيميائي للسبائك في المقام الأول النيكل (50-55 ٪) ، والكروم (17-21 ٪) ، والنيوبيوم (حوالي 5 ٪) ، والموليبدينوم ، والحديد ، والتيتانيوم ، والألومنيوم. يعزز هذا السبائك المتطورة تشكيل مصفوفة γ (gamma) ، وهي بنية أوستنيكية مكعبة تركز على الوجه ، مما يوفر ليونة ومتانة حتى تحت الضغط الحراري والميكانيكي الحاد.

تصلب هطول الأمطار: γ 'و γ' '

لا تستمد Inconel 718 في المقام الأول خصائصها الميكانيكية غير العادية من مرحلتين ترسبتين: γ '(ni_3 (al ، ti)) و γ' '(ni_3nb).

• مرحلة جاما برايم (γ '): إظهار رواسب متماسكة داخل مصفوفة جاما ، تساهم مرحلة γ 'بشكل كبير في القوة في درجات الحرارة المتوسطة (حتى حوالي 650 درجة مئوية). رواسب كروية ، متماسكة تعرق حركة الخلع ، مما يعزز قوة العائد.

• مرحلة غاما المزدوجة (γ ''): فريدة من نوعها إلى Inconel 718 ، يؤثر هذا الترسبات المتماسكة ، المتماسك بشكل كبير على القوة ومقاومة الزحف ، وخاصة في درجات الحرارة الأعلى (650-700 درجة مئوية). المرحلة "" "مسؤولة عن قوة السبائك التي لا مثيل لها في درجات حرارة مرتفعة بسبب عائقها الفعال في انزلاق الخلع.

حركية هطول الأمطار والشيخوخة

يتضمن تحسين توازن رواسب "و γ" "التحكم الدقيق في عمليات الشيخوخة:

• علاج الشيخوخة القياسية: عادةً ما يكون إجراء الشيخوخة المكون من خطوتين (720 درجة مئوية لمدة 8 ساعات ، بارد الفرن إلى 620 درجة مئوية لساعات إضافية) يزيد من تعزيز هطول الأمطار.

• تأثير اختلافات المعالجة الحرارية: تؤثر التعديلات في أوقات الشيخوخة ودرجات الحرارة بشكل كبير على حجم الترسبات والتوزيع وكسر الحجم. فترات أطول أو درجات حرارة أعلى تعزز الخشنة ، مما يقلل من قوة السبائك ومقاومة التعب.

حدود الحبوب وتأثير الطور دلتا (Δ)

ميزة أخرى حاسمة هي مرحلة الدلتا (NI_3NB) ، والتي تظهر في المقام الأول في حدود الحبوب. على الرغم من أن التكوين المفرط يمكن أن يقلل من ليونة ، فإن وجود الطور المعتدل يثبت حدود الحبوب ضد نمو الحبوب أثناء التعرض الحراري ، وتعزيز مقاومة الزحف والتعب ، وهو أمر بالغ الأهمية لتطبيقات قرص التوربينات الفضائية.

الاستقرار المجهرية والأداء

يستقر مراحل γ 'و γ' 'و Δ تحت التعرض الحراري المطول بشكل كبير على عمر المكون. ارتفاع درجات الحرارة وتسريع الإجهاد في تسريع وذوبان "" "، مما يؤدي إلى تقلص القوة وخصائص الزحف. وبالتالي ، فإن تحسين السبائك الدقيقة وجدولة المعالجة الحرارية ضرورية للأداء المستمر.

خاتمة

تعقيد Microstructural الرائع لـ Inconel 718-والذي يضم هطول الأمطار γ "و γ" ، وتشكيل مرحلة دلتا التي يتم التحكم فيها ، واستقرار مصفوفة FCC-تحت نجاحها الواسع في البيئات الصناعية القاسية. يضمن التحكم التفصيلي في عمليات معالجة الحرارة ، وخاصة شيخوخة هطول الأمطار ، الاستقرار المجهري المتسق والتميز الميكانيكي طويل الأجل.