1. التعاريف الرئيسية لمقاييس القوة
قوة الشد: الحد الأقصى للضغط الذي يمكن أن تحمله المادة قبل الانهيار تحت التوتر.
قوة العائد: الإجهاد الذي تبدأ به المادة في تشوه بلاستيكي (بشكل دائم).
قوة الشد النهائية (UTS): أعلى إجهاد يتحقق قبل الكسر.
قوة درجات الحرارة العالية: القدرة على الحفاظ على القوة في درجات حرارة مرتفعة (حاسمة للتطبيقات عالية الحرارة).
2. مقارنة القوة في درجة حرارة الغرفة
الملاحظات الرئيسية في درجة حرارة الغرفة:
مونيل 400(سبيكة مونيل الأكثر شيوعًا) لها قوة معتدلة ، مماثلة لـ Inconel 600 في حالتها الصلب.
مونيل K-500، عندما يحقق العمر ، يحقق قوة أعلى بكثير من مونيل 400 (قوة العائد تصل إلى 1035 ميجا باسكال) بسبب إضافات الألومنيوم والتيتانيوم ، والتي تشكل رواسب تقوية.
Inconel 625 و 718(سبائك Incloyel عالية الأداء) تتفوق على معظم سبائك مونيل في كل من قوة العائد والشد ، خاصة عند معالجة الحرارة. تشتهر Inconel 718 ، على وجه الخصوص ، بقوته العالية للغاية (قوة العائد التي تصل إلى 1400 ميجا باسكال) بسبب رواسبها القائمة على نيوبيوم.
3. قوة درجات الحرارة العالية
الاحتفاظ بالقوة تصل إلى حوالي 425 درجة (800 درجة فهرنهايت).
فوق 425 درجة ، تنخفض قوتها بشكل كبير بسبب تليين مصفوفة النيكل ، مما يحد من استخدامها في تطبيقات الحرارة العالية.
مثال: Monel 400 يفقد ~ 30 ٪ من قوتها الشد عند 500 درجة مقارنة بدرجة حرارة الغرفة.
تتفوق في درجات حرارة عالية ، والاحتفاظ بالقوة حتى أعلى من 1000 درجة (1832 درجة فهرنهايت) في بعض الدرجات.
لا يزال Inconel 600 قويًا حتى 870 درجة (1600 درجة فهرنهايت) ، في حين يحافظ Inconel 625 و 718 على قوة مفيدة تصل إلى 980 درجة (1800 درجة فهرنهايت) و 650 درجة (1200 درجة فهرنهايت) ، على التوالي.
محتوى الكروم العالي والموليبدينوم ، إلى جانب تصلب هطول الأمطار (على سبيل المثال ، في 718) ، يستقر على البنية المجهرية ويقاوم الزحف (تشوه بطيء تحت الضغط المستمر) في درجات حرارة عالية.
4. القوة بعد المعالجة الحرارية
Monel 400 لا يمكن علاج الحرارة. يتم تحسين قوتها فقط عن طريق العمل البارد (على سبيل المثال ، المتداول ، تزوير) ، مما يزيد من قوة العائد بنسبة حوالي 50 ٪ (من 240 ميجا باسكال إلى 485 ميجا باسكال).
مونيل K-500 قابلة للارتداء في العمر: التسخين إلى 700 درجة (1،290 درجة فهرنهايت) تليها شيخوخة في 450 درجة (840 درجة فهرنهايت) تشكل رواسب intermetallic (ni₃al ، ni₃ti) ، متزايدة بشكل كبير (قوة العائد تصل إلى 1035 ميلا في البوصة).
معظم سبائك Inconel قابلة للعلاج. على سبيل المثال:يحقق Inconel 625 قوة أعلى من خلال العمل البارد والشيخوخة ، مع زيادة قوة العائد من 415 ميجا باسكال (الصلب) إلى 1100 ميجا باسكال (العمر).
يتم تصلب Inconel 718 على هطول الأمطار عند 720 درجة (1330 درجة واو) ، وتشكيل "المراحل (رواسب غنية بالنيوبيوم) ، مما يعزز قوة العائد إلى 1400 ميجا باسكال فلا يتجاوز الحد الأقصى لقوة مونيل K-500.
درجة حرارة الغرفة: سبائك Inconel (على سبيل المثال ، 625 ، 718) توفر عمومًا قوة أعلى من مونيل ، خاصة بعد المعالجة الحرارية. يقترب Monel K-500 (تم تصلب العمر) من قوة الانفجارات ذات الدرجة المنخفضة (على سبيل المثال ، 600) ولكنه لا يقل عن عمليات إنشارات عالية الأداء.
ارتفاع درجة الحرارة: Inconel أقوى إلى حد كبير. إنه يحتفظ بالقوة في درجات الحرارة التي يخفف فيها مونيل بشكل كبير ، مما يجعل لا غنى عنه للمحركات النفاثة وتوربينات الغاز والمعدات الصناعية عالية الحرارة.
قابلية العلاج بالحرارة: تحقق سبائك Inconel (على سبيل المثال ، 718) مكاسب أعلى بكثير من خلال المعالجة الحرارية مقارنةً بمونيل ، بسبب قدرتها على تكوين رواسب تقوية مستقرة.
