Inconel 718C
Inconel 718C का परिचय
Inconel 718C मानक Inconel 718 निकेल-आधारित सुपरएलॉय का एक वेरिएंट है, जिसे विशेष रूप से कास्टिंग प्रक्रियाओं के लिए अनुकूलित किया गया है—और साथ ही उन उच्च-तापमान यांत्रिक गुणों, संक्षारण प्रतिरोध, तथा प्रिसिपिटेशन-हार्डनिंग क्षमता को बनाए रखता है, जो बेस एलॉय को एयरोस्पेस, ऊर्जा, और हाई-परफॉर्मेंस इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में एक प्रमुख सामग्री बनाती है। इन्वेस्टमेंट कास्टिंग के माध्यम से नियर-नेट-शेप घटकों के लिए डिज़ाइन किया गया, Inconel 718C बड़े या ज्यामितीय रूप से जटिल हिस्सों के लिए उपयुक्त है, जिनमें अंतिम CNC मशीनीकरण की आवश्यकता होती है।
निकेल (50–55%), क्रोमियम (17–21%), निओबियम (4.75–5.50%), मोलिब्डेनम (2.80–3.30%), और आयरन (शेष) के साथ, Inconel 718C एजिंग के बाद γ′ और γ″ चरण के प्रिसिपिटेशन से मजबूती प्राप्त करता है। यह 704°C (1300°F) तक स्थिर यांत्रिक प्रदर्शन देता है, और इसकी कास्टेबिलिटी इसे टरबाइन वेन्स, कम्बस्टर रिंग्स, तथा अन्य संरचनात्मक हिस्सों के लिए आदर्श बनाती है, जो यांत्रिक और थर्मल दोनों प्रकार के तनावों के अधीन होते हैं।
Inconel 718C के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Inconel 718C (UNS N07718C / ASTM B670 कास्ट ग्रेड) सामान्यतः कास्ट, सॉल्यूशन-ट्रीटेड, और एज्ड कंडीशन में डिलीवर किया जाता है, जो एयरोस्पेस और औद्योगिक गैस टरबाइन अनुप्रयोगों की कड़ी आवश्यकताओं को पूरा करता है।
रासायनिक संरचना (टिपिकल कास्ट विश्लेषण)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
निकेल (Ni) | 50.0–55.0 | आधार तत्व; उच्च-तापमान यांत्रिक मजबूती |
क्रोमियम (Cr) | 17.0–21.0 | ऑक्सीकरण और संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है |
आयरन (Fe) | शेष | संरचनात्मक सपोर्ट और स्थिरता |
निओबियम (Nb) + टैंटलम (Ta) | 4.75–5.50 | γ″ स्ट्रेंथनिंग और स्थिरता के लिए प्रमुख |
मोलिब्डेनम (Mo) | 2.80–3.30 | क्रीप प्रतिरोध और सॉलिड सॉल्यूशन स्ट्रेंथनिंग |
टाइटेनियम (Ti) | 0.65–1.15 | अतिरिक्त प्रिसिपिटेशन हार्डनिंग के लिए γ′ चरण बनाता है |
एल्युमिनियम (Al) | 0.20–0.80 | उच्च-तापमान मजबूती के लिए Ti के साथ γ′ चरण बनाता है |
कोबाल्ट (Co) | ≤1.00 | हॉट स्ट्रेंथ बढ़ाने के लिए वैकल्पिक |
कार्बन (C) | ≤0.08 | हॉट क्रैकिंग जोखिम घटाने के लिए नियंत्रित |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤0.35 | कास्टेबिलिटी में सुधार करता है |
सिलिकॉन (Si) | ≤0.35 | ऑक्सीकरण प्रतिरोध बढ़ाता है |
सल्फर (S) | ≤0.015 | क्रैकिंग और वेल्ड दोषों से बचने हेतु न्यूनतम रखा जाता है |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 8.19 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1260–1336°C | ASTM E1268 |
थर्मल कंडक्टिविटी | 11.0 W/m·K at 100°C | ASTM E1225 |
इलेक्ट्रिकल रेसिस्टिविटी | 1.23 µΩ·m at 20°C | ASTM B193 |
थर्मल विस्तार | 13.0 µm/m·°C (20–1000°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 435 J/kg·K at 20°C | ASTM E1269 |
इलास्टिक मॉड्यूलस | 198 GPa at 20°C | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (कास्ट + एज्ड कंडीशन)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
टेंसाइल स्ट्रेंथ | 1120–1260 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड स्ट्रेंथ (0.2%) | 960–1100 MPa | ASTM E8/E8M |
एलॉन्गेशन | ≥6–10% (25mm gauge) | ASTM E8/E8M |
हार्डनेस | 320–360 HB | ASTM E10 |
क्रीप रप्चर स्ट्रेंथ | ≥160 MPa @ 650°C, 1000h | ASTM E139 |
Inconel 718C की प्रमुख विशेषताएँ
उच्च-तापमान यांत्रिक मजबूती: 704°C तक 1100 MPa से अधिक टेंसाइल स्ट्रेंथ और स्थिर γ′/γ″ प्रिसिपिटेट संरचना बनाए रखता है, जो कठोर थर्मल और संरचनात्मक वातावरणों के लिए उपयुक्त है।
कास्टेबिलिटी और अखंडता: प्रिसिजन इन्वेस्टमेंट कास्टिंग के लिए उत्कृष्ट; व्रॉट वेरिएंट्स की तुलना में कम हॉट क्रैकिंग और बेहतर फीडिंग व्यवहार।
संक्षारण प्रतिरोध: क्लोराइड पिटिंग, सल्फाइड स्ट्रेस-कोरोशन, और हाई-प्रेशर ऑक्सीकरण वातावरणों के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध।
पोस्ट-कास्टिंग मशीनेबिलिटी: अंतिम आयामी टॉलरेंस (±0.02 mm) और सतह फिनिश (Ra ≤ 0.8 µm) प्राप्त करने हेतु आमतौर पर CNC मशीनीकरण किया जाता है।
Inconel 718C के लिए CNC मशीनीकरण की चुनौतियाँ और समाधान
मशीनीकरण की चुनौतियाँ
एज्ड कंडीशन में उच्च मजबूती
360 HB तक की सामग्री हार्डनेस टूल वियर रेट्स को बढ़ाती है और कटिंग स्पीड सीमित करती है, विशेषकर फिनिशिंग ऑपरेशन्स में।
थर्मल कंडक्टिविटी की सीमाएँ
कटिंग के दौरान तीव्र हीट ज़ोन्स उत्पन्न होते हैं, जिसके लिए प्रभावी कूलेंट डिलीवरी और थर्मल-शॉक-प्रतिरोधी टूलिंग आवश्यक होती है।
नॉच सेंसिटिविटी और बिल्ट-अप एज
डक्टाइल लेकिन एब्रैसिव व्यवहार एज बिल्डअप और नॉचिंग पैदा करता है, विशेषकर डेप्थ-ऑफ-कट ट्रांज़िशन्स पर।
अनुकूलित मशीनीकरण रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | हाई-परफॉर्मेंस कार्बाइड या सिरेमिक इंसर्ट्स | हीट सहन करता है और एज शार्पनेस बनाए रखता है |
कोटिंग | TiAlN, AlCrN PVD कोटिंग्स (3–6 µm) | थर्मल प्रतिरोध और वियर लाइफ में सुधार |
ज्योमेट्री | पॉज़िटिव रेक (8–12°), एज-होनड प्रोफाइल्स | कटिंग फोर्स नियंत्रित करता है और एज फेल्योर रोकता है |
कटिंग पैरामीटर्स (ISO 3685)
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | DOC (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 20–30 | 0.20–0.30 | 2.0–3.0 | 80–100 |
फिनिशिंग | 35–50 | 0.05–0.10 | 0.3–0.8 | 100–150 |
मशीन्ड Inconel 718C भागों के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP कास्टिंग पोरोसिटी को समाप्त करता है और फटीग स्ट्रेंथ को 25% तक बढ़ाता है, जिससे यह एयरोस्पेस-ग्रेड अखंडता के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हो जाता है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट में 980–1065°C पर सॉल्यूशन एनीलिंग और ~718°C पर एजिंग शामिल है, ताकि γ′/γ″ हार्डनिंग और आयामी स्थिरता को अनुकूलित किया जा सके।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग Nb-स्टेबलाइज़्ड फिलर एलॉय और प्रिसाइज आर्क कंट्रोल के साथ मजबूत जॉइंट्स संभव बनाती है, बिना माइक्रो फिशरिंग या HAZ क्रैकिंग के।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग हाई-वेलोसिटी गैस वातावरण में थर्मल फटीग लाइफ बढ़ाने हेतु YSZ सिरेमिक लेयर्स (125–300 µm) लागू करती है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनीकरण (EDM)
EDM टरबाइन सेगमेंट्स, कूलिंग होल्स, और फाइन कंटूर्स की अंतिम शेपिंग के लिए आदर्श है, ±0.01 mm प्रिसिजन पर।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग कास्ट सेक्शन्स में कूलिंग चैनल निर्माण और ट्यूब फीचर्स के लिए L/D अनुपात ≥ 40:1 का समर्थन करती है।
मटेरियल टेस्टिंग और विश्लेषण
मटेरियल टेस्टिंग ASTM E139, AMS 5663, और E112 के अनुरूप यांत्रिक, माइक्रोस्ट्रक्चरल, और डिफेक्ट निरीक्षण के लिए पूर्ण अनुपालन सुनिश्चित करती है।
Inconel 718C घटकों के उद्योग-उपयोग
एयरोस्पेस गैस टरबाइन्स
टरबाइन वेन्स, नोज़ल रिंग्स, और दहन सपोर्ट्स।
रोटेटिंग और स्टेशनरी भागों में उच्च फटीग स्ट्रेंथ और थर्मल प्रतिरोध प्रदान करता है।
पावर जनरेशन
स्टीम टरबाइन हॉट ज़ोन कास्टिंग्स और ट्रांज़िशन पीसेज़।
उच्च तापमान और साइक्लिक लोड्स पर निरंतर संचालन करता है।
ऑयल & गैस एक्सट्रैक्शन
डाउनहोल टूल्स में वाल्व्स, इम्पेलर्स, और सीलिंग कंपोनेंट्स।
डीप-वेल ऑपरेशन्स में H₂S-समृद्ध संक्षारण और क्लोराइड पिटिंग का प्रतिरोध करता है।
डिफेंस और रॉकेट्री
थ्रस्ट चैम्बर्स, नोज़ल स्कर्ट्स, और कंट्रोल वेन्स।
लॉन्च और री-एंट्री थर्मल साइक्लिंग के दौरान मजबूती और ज्योमेट्री बनाए रखता है।
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