Inconel 718LC
Inconel 718LC का परिचय
Inconel 718LC व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले Inconel 718 सुपरएलॉय का एक लो-कार्बन वेरिएंट है, जिसे बेहतर वेल्डेबिलिटी, कम सेग्रेगेशन, और क्रिटिकल एयरोस्पेस व इंडस्ट्रियल गैस टरबाइन कास्टिंग्स में उन्नत संरचनात्मक अखंडता के लिए इंजीनियर किया गया है। कार्बन और कुछ ट्रेस एलिमेंट्स को कम करके, Inconel 718LC हॉट क्रैकिंग को न्यूनतम करता है और बड़े-सेक्शन कंपोनेंट्स की डिफेक्ट-फ्री वेल्डिंग और कास्टिंग को आसान बनाता है, जिनमें सटीक CNC फिनिशिंग की आवश्यकता होती है।
निकेल (50–55%) के बेस और क्रोमियम (17–21%), निओबियम (4.75–5.50%), मोलिब्डेनम (2.80–3.30%), और आयरन (शेष) के साथ, Inconel 718LC 704°C (1300°F) तक उत्कृष्ट यांत्रिक मजबूती और संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है। इन्वेस्टमेंट कास्टिंग और पोस्ट-मशीनीकरण प्रक्रियाओं के साथ इसकी संगतता इसे हाई-परफॉर्मेंस, आयामी रूप से स्थिर भागों के लिए एक भरोसेमंद विकल्प बनाती है।
Inconel 718LC के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Inconel 718LC (UNS N07718LC / AMS 5383) सामान्यतः कास्ट, सॉल्यूशन हीट-ट्रीटेड, और एज-हार्डन्ड कंडीशन्स में सप्लाई किया जाता है, जो एयरोस्पेस, न्यूक्लियर, और इंडस्ट्रियल गैस टरबाइन कंपोनेंट्स की कड़ी परफॉर्मेंस आवश्यकताओं को पूरा करता है।
रासायनिक संरचना (टिपिकल कास्ट विश्लेषण)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
निकेल (Ni) | 50.0–55.0 | थर्मल मजबूती और संक्षारण प्रतिरोध के लिए आधार तत्व |
क्रोमियम (Cr) | 17.0–21.0 | ऑक्सीकरण और संक्षारण प्रतिरोध बढ़ाता है |
आयरन (Fe) | शेष | संरचनात्मक मैट्रिक्स और लागत दक्षता |
निओबियम (Nb) + टैंटलम (Ta) | 4.75–5.50 | γ″ प्रिसिपिटेट निर्माण द्वारा मजबूती |
मोलिब्डेनम (Mo) | 2.80–3.30 | उच्च-तापमान क्रीप प्रतिरोध में सुधार |
टाइटेनियम (Ti) | 0.65–1.15 | मजबूती बनाए रखने के लिए γ′ चरण बनाता है |
एल्युमिनियम (Al) | 0.20–0.80 | γ′ चरण प्रिसिपिटेशन में योगदान |
कार्बन (C) | ≤0.02 | हॉट क्रैकिंग संवेदनशीलता और सेग्रेगेशन कम करता है |
कोबाल्ट (Co) | ≤1.00 | उन्नत तापमान पर मजबूती बढ़ाता है (वैकल्पिक) |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤0.35 | कास्टेबिलिटी में सुधार |
सिलिकॉन (Si) | ≤0.35 | उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण प्रतिरोध |
सल्फर (S) | ≤0.010 | वेल्डेबिलिटी और हॉट डक्टिलिटी के लिए नियंत्रित |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 8.19 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1260–1336°C | ASTM E1268 |
थर्मल कंडक्टिविटी | 11.2 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 | 1100–1250 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड स्ट्रेंथ (0.2%) | 950–1080 MPa | ASTM E8/E8M |
एलॉन्गेशन | ≥6–10% (25mm gauge) | ASTM E8/E8M |
हार्डनेस | 310–360 HB | ASTM E10 |
क्रीप रप्चर स्ट्रेंथ | ≥160 MPa @ 650°C, 1000h | ASTM E139 |
Inconel 718LC की प्रमुख विशेषताएँ
लो-कार्बन लाभ: कास्टिंग और वेल्डिंग के दौरान हॉट क्रैकिंग का जोखिम कम करता है, साथ ही बड़े-सेक्शन कंपोनेंट्स में वेल्डेबिलिटी और माइक्रोस्ट्रक्चरल समानता (homogeneity) को बढ़ाता है।
उच्च-तापमान प्रदर्शन: 704°C तक उन्नत तापमानों पर टेंसाइल और यील्ड स्ट्रेंथ क्रमशः >1100 MPa और ≥950 MPa बनाए रखता है।
प्रिसिपिटेशन स्ट्रेंथनिंग: γ′ (Ni₃(Al, Ti)) और γ″ (Ni₃Nb) चरणों के माध्यम से डबल हार्डनिंग साइक्लिक थर्मल और यांत्रिक लोड्स के तहत दीर्घकालिक मजबूती बनाए रखती है।
कास्टिंग के बाद मशीनेबिलिटी: अनुकूलित पैरामीटर्स और टूलिंग के साथ मशीनीकरण करने पर टाइट CNC टॉलरेंस (±0.02 mm) और फाइन सतह फिनिश (Ra ≤ 0.8 µm) का समर्थन करता है।
Inconel 718LC के लिए CNC मशीनीकरण की चुनौतियाँ और समाधान
मशीनीकरण की चुनौतियाँ
उच्च मजबूती और एज हार्डनिंग
एज्ड कंडीशन में 360 HB तक की ब्रिनेल हार्डनेस टूल लाइफ को कम करती है और लो डिफ्लेक्शन टॉलरेंस के साथ रिगिड सेटअप्स की आवश्यकता होती है।
हीट रिटेंशन और टूल वियर
कम थर्मल कंडक्टिविटी (~11 W/m·K) टूल-टिप तापमान बढ़ाती है, जिससे हाई-प्रेशर कूलेंट सिस्टम और वियर-रेजिस्टेंट कोटिंग्स आवश्यक हो जाती हैं।
सतह फिनिश और नॉचिंग
γ′ और γ″ प्रिसिपिटेट्स यदि गलत टूल ज्योमेट्री या घिसे हुए इंसर्ट्स उपयोग किए जाएँ तो एज बिल्डअप और नॉचिंग बढ़ा सकते हैं।
अनुकूलित मशीनीकरण रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | हाई-टेम्प ऑपरेशन्स के लिए कोटेड कार्बाइड या SiAlON सिरेमिक | गर्मी के तहत हार्डनेस और स्थिरता बनाए रखता है |
कोटिंग | TiAlN, AlCrN (PVD 3–6 µm) | वियर, ऑक्सीकरण, और डिफ्यूजन का प्रतिरोध |
ज्योमेट्री | पॉज़िटिव रेक (8–12°), होन्ड/चैम्फर्ड एज | कटिंग फोर्स कम करता है और एज चिपिंग 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 718LC भागों के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP कास्ट संरचनाओं में आंतरिक पोरोसिटी को बंद करता है और फटीग स्ट्रेंथ को 25–30% तक बढ़ाता है—जो एयरोस्पेस और टरबाइन पार्ट्स के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट में 980–1065°C पर सॉल्यूशन ट्रीटमेंट और 718°C के पास एजिंग शामिल है, ताकि γ′/γ″ चरणों का प्रिसिपिटेशन हो और उच्च-तापमान गुण अनुकूलित हों।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग डिफेक्ट-फ्री जॉइनिंग और न्यूनतम HAZ क्रैकिंग के लिए लो-कार्बन Ni-आधारित फिलर्स के साथ TIG/EB वेल्डिंग का उपयोग करती है।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग थर्मल साइक्लिंग और ऑक्सीकरण से सुरक्षा के लिए APS या EB-PVD के माध्यम से 125–300 µm YSZ लागू करती है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनीकरण (EDM)
EDM कूलिंग होल्स, फर-ट्री स्लॉट्स, और जटिल कास्ट डिटेल्स के लिए ±0.01 mm एक्यूरेसी प्रदान करता है।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग टरबाइन कूलिंग सिस्टम्स और संरचनात्मक कास्टिंग्स के लिए L/D ≥ 40:1 के साथ सटीक बोर फीचर्स बनाती है।
मटेरियल टेस्टिंग और विश्लेषण
मटेरियल टेस्टिंग में मैकेनिकल, अल्ट्रासोनिक, और X-ray NDT, तथा AMS 5383 और ASTM E112 के अनुरूप मेटलोग्राफिक विश्लेषण शामिल हैं।
Inconel 718LC घटकों के उद्योग-उपयोग
एयरोस्पेस इंजन
टरबाइन वेन्स, स्टेटर रिंग्स, और नोज़ल गाइड कास्टिंग्स।
उच्च थ्रस्ट, थर्मल, और ऑक्सीकरण स्ट्रेस साइक्ल्स के तहत विश्वसनीय रूप से काम करता है।
पावर जनरेशन
हॉट-सेक्शन ब्लेड्स और कम्बस्टर ट्रांज़िशन कास्टिंग्स।
उच्च-साइकिल फटीग लोड्स के तहत 650–700°C पर लंबी आयु प्रदान करता है।
ऑयल & गैस और मरीन
पंप हाउसिंग्स, हाई-प्रेशर मैनिफोल्ड्स, और सबसी कंपोनेंट्स।
क्लोराइड-प्रेरित SCC, ब्राइन एक्सपोज़र, और H₂S संक्षारण का सामना करता है।
डिफेंस और रॉकेट प्रोपल्शन
इंजन सपोर्ट स्ट्रक्चर्स और थर्मल कंट्रोल एलिमेंट्स।
अत्यधिक तापमान परिवर्तन और वाइब्रेशन के दौरान यांत्रिक मजबूती बनाए रखता है।
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