Inconel 792
Inconel 792 का परिचय
Inconel 792 एक प्रिसिपिटेशन-हार्डन्ड, कास्ट निकेल-बेस्ड सुपरएलॉय है, जिसे लंबे समय तक उच्च तापमान पर सेवा के लिए डिज़ाइन किया गया है—खासतौर पर गैस टरबाइन और एयरोस्पेस इंजन कंपोनेंट्स में। इसकी उच्च γ′ सामग्री (~65%) और क्रीप, ऑक्सीकरण तथा थर्मल फटीग के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध के कारण, Inconel 792 कठिन थर्मल वातावरणों में बेहतर स्ट्रक्चरल स्टेबिलिटी प्रदान करता है।
यह एलॉय एल्युमिनियम और टाइटेनियम ऐडिशन के जरिए मजबूत होता है, जो एजिंग ट्रीटमेंट के दौरान एक स्थिर γ′ फेज बनाते हैं। ऑक्सीकरण प्रतिरोध के लिए मध्यम क्रोमियम (12–14%) और थर्मल फटीग स्टेबिलिटी के लिए कोबाल्ट (9–11%) के साथ, Inconel 792 टरबाइन ब्लेड्स, नोज़ल गाइड वेन्स और कम्बस्टर हार्डवेयर की कास्टिंग और पोस्ट-मशीनीकरण (CNC) के लिए आदर्श है।
Inconel 792 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Inconel 792 (UNS N07792 / AMS 5387) आमतौर पर इन्वेस्टमेंट-कास्ट, सॉल्यूशन-ट्रीटेड और एज-हार्डन्ड कंडीशंस में सप्लाई किया जाता है, जिसे उच्च-तापमान एयरोस्पेस और पावर जेनरेशन अनुप्रयोगों के लिए ऑप्टिमाइज़ किया गया है।
रासायनिक संरचना (टिपिकल)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
निकेल (Ni) | Balance (~60–63%) | बेस मैट्रिक्स; उच्च-तापमान स्ट्रेंथ |
क्रोमियम (Cr) | 12.0–14.0 | ऑक्सीकरण प्रतिरोध में सुधार |
कोबाल्ट (Co) | 9.0–11.0 | उच्च तापमान पर फटीग रेसिस्टेंस बढ़ाता है |
एल्युमिनियम (Al) | 3.4–4.0 | एज-हार्डनिंग के लिए γ′ प्रिसिपिटेट्स बनाता है |
टाइटेनियम (Ti) | 3.8–4.3 | γ′ फेज को मजबूत करता है |
मोलिब्डेनम (Mo) | 1.5–2.5 | सॉलिड-सॉल्यूशन स्ट्रेंथनिंग |
टंगस्टन (W) | 3.5–4.5 | क्रीप रेसिस्टेंस बढ़ाता है |
कार्बन (C) | 0.10–0.15 | ग्रेन बाउंड्रीज़ पर कार्बाइड स्ट्रेंथनिंग को बढ़ावा |
बोरॉन (B) | 0.005–0.015 | डक्टिलिटी और हॉट क्रैकिंग रेसिस्टेंस में सुधार |
ज़िरकोनियम (Zr) | ≤0.05 | ग्रेन बाउंड्री रीइन्फोर्समेंट |
सिलिकॉन (Si) | ≤0.5 | ऑक्सीकरण प्रतिरोध में सहायता |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤0.5 | कास्टिंग गुणों में सुधार |
भौतिक गुण
गुण | मान (टिपिकल) | टेस्ट स्टैंडर्ड/कंडीशन |
|---|---|---|
घनत्व | 8.10 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1260–1335°C | ASTM E1268 |
थर्मल कंडक्टिविटी | 10.9 W/m·K at 100°C | ASTM E1225 |
इलेक्ट्रिकल रेसिस्टिविटी | 1.32 µΩ·m at 20°C | ASTM B193 |
थर्मल विस्तार | 13.5 µm/m·°C (20–1000°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 445 J/kg·K at 20°C | ASTM E1269 |
इलास्टिक मॉड्यूलस | 185 GPa at 20°C | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (कास्ट + एज्ड कंडीशन)
गुण | मान (टिपिकल) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
टेंसाइल स्ट्रेंथ | 880–1020 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड स्ट्रेंथ (0.2%) | 700–800 MPa | ASTM E8/E8M |
एलॉन्गेशन | ≥3–6% (25mm gauge) | ASTM E8/E8M |
हार्डनेस | 330–400 HB | ASTM E10 |
क्रीप रप्चर स्ट्रेंथ | ≥140 MPa @ 870°C, 1000h | ASTM E139 |
Inconel 792 की प्रमुख विशेषताएँ
उच्च γ′ वॉल्यूम फ्रैक्शन: 900–1000°C पर क्रिटिकल इंजन कंपोनेंट्स के लिए दीर्घकालिक स्ट्रेंथ रिटेंशन और क्रीप रेसिस्टेंस।
ऑक्सीकरण और सल्फिडेशन प्रतिरोध: क्रोमियम और एल्युमिनियम प्रोटेक्टिव ऑक्साइड स्केल बनाकर कम्बस्टन/एग्जॉस्ट वातावरणों में सेवा-आयु बढ़ाते हैं।
कास्टेबिलिटी और स्ट्रक्चरल रिलायबिलिटी: थिन-वॉल, जटिल ज्योमेट्रीज़ के इन्वेस्टमेंट कास्टिंग हेतु डिज़ाइन; लो पोरोसिटी और यूनिफॉर्म माइक्रोस्ट्रक्चर।
एजिंग के बाद मशीनेबिलिटी: CNC मशीन्ड पार्ट्स ±0.02 mm तक टॉलरेंस और Ra ≤ 1.0 µm तक सतह फिनिश बनाए रख सकते हैं।
Inconel 792 के लिए CNC मशीनीकरण: चुनौतियाँ और समाधान
मशीनीकरण की चुनौतियाँ
उच्च हार्डनेस और γ′ स्ट्रेंथनिंग
एज-हार्डन्ड Inconel 792 (~400 HB) CNC मिलिंग और टर्निंग के दौरान टूल वियर और चिप कंट्रोल में गंभीर चुनौतियाँ पैदा करता है।
हीट रिटेंशन और बिल्ट-अप एज
कम थर्मल कंडक्टिविटी और उच्च स्ट्रेंथ लोकलाइज़्ड हीटिंग बढ़ाते हैं; इसलिए एडवांस्ड कूलेंट स्ट्रैटेजीज़ और शार्प एज ज्योमेट्री की आवश्यकता होती है।
एब्रैसिव कार्बाइड्स और इंटरमेटैलिक्स
कार्बाइड और γ′ फेज पार्टिकल्स टूल्स पर फ्लैंक और क्रेटर वियर तेज कर देते हैं, यदि कोटिंग्स और पैरामीटर्स ऑप्टिमाइज़ न हों।
अनुकूलित मशीनीकरण रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | PVD-कोटेड कार्बाइड या SiAlON सिरेमिक्स | उच्च वियर रेसिस्टेंस और थर्मल स्टेबिलिटी प्रदान करता है |
कोटिंग | AlTiN, AlCrN (3–6 µm) | हीट ट्रांसफर और घर्षण कम करता है |
ज्योमेट्री | पॉज़िटिव रेक (10–12°), स्ट्रेंथ के लिए एज-होंड | कटिंग फोर्स घटाता है और चिपिंग से बचाता है |
कटिंग पैरामीटर्स (ISO 3685)
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | DOC (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 15–25 | 0.20–0.30 | 2.0–3.0 | 80–100 |
फिनिशिंग | 30–45 | 0.05–0.10 | 0.3–0.8 | 100–150 |
मशीन्ड Inconel 792 पार्ट्स के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP पोरोसिटी हटाकर और ग्रेन स्ट्रक्चर रिफाइन करके फटीग स्ट्रेंथ बढ़ाता है तथा कास्ट टरबाइन ब्लेड्स/वेन्स में डायमेंशनल कंसिस्टेंसी सुधारता है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट में आमतौर पर 1170°C पर सॉल्यूशन ट्रीटमेंट और ~845°C पर एजिंग शामिल है, ताकि γ′ फेज का वितरण और क्रीप रेसिस्टेंस अधिकतम हो सके।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग में कम-हीट इनपुट TIG या EB वेल्डिंग तरीकों की आवश्यकता होती है, क्योंकि यह एलॉय तेज़ सॉलिडिफिकेशन के दौरान क्रैकिंग के प्रति संवेदनशील हो सकता है।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग 125–250 µm YSZ सिरेमिक्स लागू करती है, जो सतह तापमान को 200°C तक कम कर सकती है और ऑक्सीकरण/फटीग प्रतिरोध में सुधार करती है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनीकरण (EDM)
EDM हार्डन्ड Inconel 792 पार्ट्स में शार्प फीचर्स और कूलिंग होल्स को ±0.01 mm एक्यूरेसी के साथ बनाने के लिए आदर्श है।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग वेन्स और ब्लेड्स में कूलिंग चैनल्स के लिए गहरे, हाई-आस्पेक्ट रेशियो होल्स (L/D ≥ 40:1) हासिल करती है।
मटेरियल टेस्टिंग और विश्लेषण
मटेरियल टेस्टिंग में AMS 5387 और ASTM E139 के अनुसार क्रीप, टेंसाइल, हार्डनेस और मेटालोग्राफिक वैलिडेशन शामिल हैं।
Inconel 792 कंपोनेंट्स के उद्योग-उपयोग
एयरोस्पेस टरबाइन इंजन्स
टरबाइन ब्लेड्स, वेन्स और श्राउड्स।
उच्च-थ्रस्ट वातावरणों में 950°C से ऊपर स्ट्रक्चरल इंटीग्रिटी और ऑक्सीकरण प्रतिरोध प्रदान करता है।
पावर जेनरेशन
गैस टरबाइन्स में हॉट-सेक्शन स्टेटर्स और कम्बस्टर हार्डवेयर।
लंबे समय तक थर्मल और मैकेनिकल स्ट्रेस साइक्ल्स के तहत ऑपरेट करता है।
डिफेंस और स्पेस सिस्टम्स
इंजन नोज़ल्स, हॉट एयर डक्ट्स और थर्मली-लोडेड स्ट्रक्चरल सपोर्ट्स।
रैपिड साइक्लिंग और री-एंट्री कंडीशंस में फटीग, ऑक्सीकरण और क्रीप का प्रतिरोध करता है।
ऊर्जा क्षेत्र
स्टेशनरी गैस टरबाइन रोटर्स और ब्लेड प्लेटफॉर्म्स।
कंबाइंड-साइकिल पावर प्लांट्स में बेस-लोड ऑपरेशन हेतु उपयुक्त।
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