Inconel 690
Inconel 690 का परिचय
Inconel 690 एक high-chromium nickel alloy है, जिसे aggressive aqueous और high-temperature environments में superior corrosion resistance के लिए खास तौर पर engineered किया गया है—विशेषकर sulfur-containing gases या strong oxidizers वाले conditions में। यह heat exchangers, steam generators और nuclear reactor tubing में अपने excellent stress corrosion cracking (SCC) resistance और oxidation resistance के कारण व्यापक रूप से उपयोग होता है।
Nickel (≥58%), chromium (27–31%) और iron (7–11%) पर आधारित इसकी chemistry Inconel 690 को elevated temperatures पर excellent metallurgical stability और mechanical strength देती है। इसलिए यह nuclear energy, petrochemical processing और superheater systems जैसी industries के लिए top-choice material है।
Inconel 690 के Chemical, Physical और Mechanical Properties
Inconel 690 (UNS N06690 / W.Nr. 2.4642) ASTM B167 और ASTM B564 की requirements को meet करता है, और high-temperature पर corrosive तथा oxidizing environments के लिए विशेष रूप से suitable है।
Chemical Composition (ASTM B167)
Element | Composition Range (wt.%) | Key Role |
|---|---|---|
Nickel (Ni) | 58.0 min. | Base element; oxidation और corrosion resistance प्रदान करता है |
Chromium (Cr) | 27.0–31.0 | High-temperature oxidizing media के against resistance का मुख्य कारण |
Iron (Fe) | 7.0–11.0 | Strength और structural stability balance करता है |
Silicon (Si) | ≤0.50 | Oxidation resistance बढ़ाता है |
Manganese (Mn) | ≤0.50 | Hot workability में सुधार करता है |
Carbon (C) | ≤0.05 | Weldability और stability के लिए नियंत्रित |
Copper (Cu) | ≤0.50 | Localized corrosion रोकने के लिए low रखा जाता है |
Sulfur (S) | ≤0.015 | Hot cracking की susceptibility कम करता है |
Physical Properties
Property | Value (Typical) | Test Standard/Condition |
|---|---|---|
Density | 8.19 g/cm³ | ASTM B311 |
Melting Range | 1343–1377°C | ASTM E1268 (DTA) |
Thermal Conductivity | 14.0 W/m·K at 100°C | ASTM E1225 |
Electrical Resistivity | 1.01 µΩ·m at 20°C | ASTM B193 |
Thermal Expansion | 13.3 µm/m·°C (20–1000°C) | ASTM E228 |
Specific Heat Capacity | 456 J/kg·K at 20°C | ASTM E1269 |
Elastic Modulus | 205 GPa at 20°C | ASTM E111 |
Mechanical Properties (Annealed Condition – ASTM B167)
Property | Value | Test Standard |
|---|---|---|
Tensile Strength | 580–730 MPa | ASTM E8/E8M |
Yield Strength (0.2%) | 250–340 MPa | ASTM E8/E8M |
Elongation | ≥30% (50mm gauge) | ASTM E8/E8M |
Hardness | 160–200 HB | ASTM E10 |
Inconel 690 की Key Characteristics
Oxidation Resistance: 1000°C तक oxidizing atmospheres में superior performance; strong chromium oxide layer बनाता है जो thermal cycling में scaling/spalling को कम करता है।
Stress Corrosion Cracking Resistance: intergranular attack और chloride-induced SCC के प्रति खास तौर पर resistant—nuclear steam generator tubing और chemical plants के लिए उपयुक्त।
Aqueous Corrosion Performance: boiling 10% nitric acid में corrosion rate 0.02 mm/year से कम; साथ ही caustic solutions (50% NaOH) और high-purity water में excellent resistance।
Thermal Stability: long-term thermal exposure में grain boundary stability; carbide precipitation और intermetallic formation को minimize करता है।
Inconel 690 के लिए CNC Machining: चुनौतियाँ और समाधान
Machining Challenges
Tool Degradation
High chromium और nickel content work hardening को बढ़ावा देता है और abrasive oxide inclusions introduce करता है, जिससे tool life काफी कम हो जाती है।
Heat Generation
Moderate thermal conductivity के कारण heat cutting edge पर concentrate होती है, जिससे microchipping और poor surface quality हो सकती है।
Built-Up Edge Formation (BUE)
Ductile nature और strain rate sensitivity low speeds पर adhesion/smearing पैदा करती है, जिससे tolerances और finish प्रभावित होते हैं।
Optimized Machining Strategies
Tool Selection
Parameter | Recommendation | Rationale |
|---|---|---|
Tool Material | Fine-grain carbide with AlTiN या CrN coating | Thermal shock और abrasion के प्रति resistant |
Coating | PVD, 3–5 µm thickness | Friction कम करता है, tool life improve करता है |
Geometry | Positive rake (8°–12°), honed cutting edge | Cutting pressure और BUE को reduce करता है |
Cutting Parameters (ISO 3685)
Operation | Speed (m/min) | Feed (mm/rev) | DOC (mm) | Coolant Pressure (bar) |
|---|---|---|---|---|
Roughing | 20–30 | 0.15–0.25 | 2.0–3.0 | 80–120 |
Finishing | 35–50 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 100–150 |
Machined Inconel 690 Parts के लिए Surface Treatment
Hot Isostatic Pressing (HIP)
HIP 100–200 MPa gas pressure और 1100–1200°C पर microvoids को consolidate करता है और internal porosity हटाता है, जिससे nuclear-grade components में creep strength और fatigue life उल्लेखनीय रूप से बढ़ती है।
Heat Treatment
Heat Treatment machining के बाद microstructure को stabilize करता है। 1065–1095°C पर solution annealing और उसके बाद rapid cooling ductility improve करता है और material को 900°C से ऊपर की service temperatures के लिए तैयार करता है।
Superalloy Welding
Superalloy Welding matching filler metals के साथ tensile joint strength को base metal के ≥95% तक सुनिश्चित करता है। Precise arc control heat-affected zone degradation को minimize करता है।
Thermal Barrier Coating (TBC)
TBC Coating plasma spray के माध्यम से 100–300 µm ceramic layers apply करता है, जिससे surface temperature 200°C तक कम हो सकता है और turbine/boiler environments में service life बढ़ती है।
Electrical Discharge Machining (EDM)
EDM heat-treated Inconel 690 components में ±0.01 mm tolerance और sub-Ra 0.4 µm finishes हासिल कर सकता है, और mechanical stress बहुत कम रहता है।
Deep Hole Drilling
Deep Hole Drilling L/D ratios को 50:1 तक enable करता है, जो steam generator tubing और heat exchanger manifolds के लिए essential है।
Material Testing and Analysis
Material Testing ultrasonic, X-ray और microstructural evaluation (ASTM E112 और E292 standards के अनुसार) शामिल करता है, ताकि internal integrity और performance reliability सुनिश्चित हो सके।
Inconel 690 Components के Industry Applications
Nuclear Power Generation
Steam generator tubing, baffle plates और heat exchangers।
High-purity water और radiation exposure में embrittlement के बिना प्रदर्शन करता है।
Chemical Processing
Catalytic reformers, pickling equipment और reboilers।
Strong oxidizers, nitric/hydrochloric acid और mixed-phase media को handle करता है।
Waste Incineration and Pollution Control
Exhaust stack liners और thermal oxidizer components।
SOx, NOx और halogen-bearing combustion gases के attack के प्रति resistant।
Superheaters and Boilers
Furnace components, riser tubes और high-pressure manifolds।
Continuous high heat और pressure cycling में structural integrity बनाए रखता है।
संबंधित ब्लॉग एक्सप्लोर करें
