Inconel 800
Inconel 800 का परिचय
Inconel 800 एक सॉलिड-सॉल्यूशन-स्ट्रेंथन्ड, निकेल-आयरन-क्रोमियम मिश्र धातु है, जिसे उच्च तापमान और संक्षारक वातावरण में उत्कृष्ट प्रदर्शन के लिए इंजीनियर किया गया है। यह विशेष रूप से उन संरचनात्मक घटकों के लिए उपयुक्त है जो लंबे समय तक गर्मी, ऑक्सीकरण, कार्बुराइज़ेशन और तनाव के संपर्क में रहते हैं—इसीलिए यह पावर जनरेशन, केमिकल प्रोसेसिंग और पेट्रोकेमिकल उद्योगों में एक पसंदीदा सामग्री है।
प्रेसिपिटेशन-हार्डन्ड सुपरएलॉय के विपरीत, Inconel 800 सॉलिड-सॉल्यूशन स्ट्रेंथनिंग के माध्यम से आयामी स्थिरता और यांत्रिक अखंडता बनाए रखता है। इसकी स्थिर ऑस्टेनिटिक संरचना, उच्च निकेल सामग्री (~30–35%), और क्रोमियम (~19–23%) संरचना क्लोराइड स्ट्रेस-कॉर्रोशन क्रैकिंग और इंटरग्रैन्युलर अटैक के विरुद्ध असाधारण प्रतिरोध प्रदान करती है। यह मिश्र धातु ऑक्सीडाइज़िंग और रिड्यूसिंग वातावरण में 800–900°C तक के तापमान पर विश्वसनीय रूप से कार्य करती है।
Inconel 800 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Inconel 800 (UNS N08800 / ASTM B409 / ASME SB409) आमतौर पर एनील्ड या कोल्ड-ड्रॉन अवस्था में सप्लाई किया जाता है और उच्च तापमान सेवा अनुप्रयोगों में फैब्रिकेटेड तथा CNC-मशीन्ड घटकों में उपयोग होता है।
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
निकेल (Ni) | 30.0–35.0 | मूल तत्व; स्ट्रेस करप्शन और स्केलिंग के विरुद्ध प्रतिरोध सुनिश्चित करता है |
क्रोमियम (Cr) | 19.0–23.0 | उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण और संक्षारण प्रतिरोध |
लोहा (Fe) | 39.5 न्यूनतम | लागत, शक्ति और संरचनात्मक अखंडता का संतुलन |
कार्बन (C) | ≤0.10 | सेंसिटाइज़ेशन और कार्बाइड प्रीसिपिटेशन कम करने हेतु नियंत्रित |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤1.5 | हॉट वर्केबिलिटी बढ़ाता है |
सिलिकॉन (Si) | ≤1.0 | ऑक्साइड की चिपकने की क्षमता और संक्षारण प्रतिरोध बढ़ाता है |
एल्युमिनियम (Al) | 0.15–0.60 | ऑस्टेनिटिक फेज और ऑक्सीकरण प्रतिरोध को स्थिर करता है |
टाइटेनियम (Ti) | 0.15–0.60 | यांत्रिक शक्ति और संरचनात्मक स्थिरता में सुधार |
सल्फर (S) | ≤0.015 | बेहतर वेल्डेबिलिटी के लिए न्यूनतम रखा जाता है |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 7.94 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1357–1385°C | ASTM E1268 |
ताप चालकता | 11.2 W/m·K at 100°C | ASTM E1225 |
विद्युत प्रतिरोधकता | 1.18 µΩ·m at 20°C | ASTM B193 |
तापीय प्रसार | 14.1 µm/m·°C (20–1000°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 460 J/kg·K at 20°C | ASTM E1269 |
इलास्टिक मॉड्यूलस | 195 GPa at 20°C | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (एनील्ड अवस्था)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
तन्य शक्ति | 520–620 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड शक्ति (0.2%) | 210–310 MPa | ASTM E8/E8M |
लंबन | ≥30% (25mm गेज) | ASTM E8/E8M |
कठोरता | 140–170 HB | ASTM E10 |
क्रीप रप्चर स्ट्रेंथ | ≥85 MPa @ 750°C, 1000h | ASTM E139 |
Inconel 800 की प्रमुख विशेषताएँ
उच्च तापमान शक्ति: सेवा में 800–900°C तक यांत्रिक स्थिरता और लोड-बेयरिंग क्षमता बनाए रखता है।
उत्कृष्ट ऑक्सीकरण और कार्बुराइज़ेशन प्रतिरोध: स्थिर ऑक्साइड परतें बनाता है और फर्नेस/रिएक्टर वातावरण में कार्बन डिफ्यूज़न का प्रतिरोध करता है।
संरचनात्मक स्थिरता: संतुलित Ni-Fe-Cr मैट्रिक्स के कारण दीर्घकालिक थर्मल एक्सपोज़र के दौरान एम्ब्रिटलमेंट का प्रतिरोध करता है।
CNC मशीनेबिलिटी: एनील्ड अवस्था में आसानी से CNC मशीनीकरण किया जा सकता है, सटीक आयामी नियंत्रण (±0.01–0.02 mm) और उत्कृष्ट फिनिश (Ra ≤ 0.8 µm) के साथ।
Inconel 800 के लिए CNC मशीनीकरण चुनौतियाँ और समाधान
मशीनीकरण चुनौतियाँ
मध्यम वर्क हार्डनिंग
Inconel 800 की वर्क हार्डनिंग दर मध्यम होती है, इसलिए सतह क्षति से बचने के लिए उचित फीड और तेज कटिंग एज आवश्यक होते हैं।
बिल्ट-अप एज (BUE) का निर्माण
कम गति पर मशीनीकरण के दौरान BUE बनने की प्रवृत्ति होती है, जिससे यदि कटिंग पैरामीटर अनुकूलित न हों तो सतह अखंडता और टूल लाइफ प्रभावित होती है।
टूल वियर
उच्च सतही तापमान पर लंबे समय तक मशीनीकरण करने से, उच्च-प्रदर्शन कोटिंग्स या उचित कूलेंट डिलीवरी के बिना फ्लैंक वियर हो सकता है।
अनुकूलित मशीनीकरण रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | PVD-कोटेड कार्बाइड या सर्मेट टूल्स | मध्यम वर्क हार्डनिंग और ऊष्मा को सहन करता है |
कोटिंग | AlTiN या TiAlN (2–4 µm) | घर्षण और थर्मल डैमेज कम करता है |
जियोमेट्री | 10°–12° पॉज़िटिव रेक, एज होनड | चिप निकासी बढ़ाता है और BUE कम करता है |
कटिंग पैरामीटर (ISO 3685)
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | DOC (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 30–50 | 0.20–0.30 | 2.0–3.0 | 70–100 |
फिनिशिंग | 60–90 | 0.05–0.10 | 0.3–0.8 | 100–150 |
मशीन्ड Inconel 800 भागों के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP CNC फिनिशिंग से पहले Inconel 800 कास्ट घटकों में यांत्रिक गुणों को बढ़ा सकता है और आंतरिक दोषों को समाप्त कर सकता है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट 980–1000°C पर एनीलिंग के बाद एयर कूलिंग के माध्यम से माइक्रोस्ट्रक्चर को स्थिर करता है और सर्वोत्तम यांत्रिक प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग Inconel 800 के लिए TIG या MIG प्रक्रियाओं के साथ उपयुक्त है, जहाँ ग्रेन-बाउंड्री सेंसिटाइज़ेशन कम करने के लिए नियंत्रित फिलर सामग्री का उपयोग किया जाता है।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग हॉट गैस एक्सपोज़र का प्रतिरोध करने के लिए सिरेमिक YSZ लेयर्स (250 µm तक) लगाकर थर्मल फटीग लाइफ बढ़ाती है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनीकरण (EDM)
EDM हार्डन्ड या मोटी-दीवार वाले भागों में थ्रेड्स, पॉकेट्स और ब्लाइंड होल्स जैसे जटिल फीचर्स बनाने के लिए आदर्श है, ±0.01 mm टॉलरेंस के साथ।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग प्रेशर-रिटेनिंग घटकों में L/D अनुपात 50:1 तक के साथ सटीक आंतरिक कूलिंग और गैस फ्लो चैनल्स को सपोर्ट करती है।
सामग्री परीक्षण और विश्लेषण
सामग्री परीक्षण में इंटरग्रैन्युलर करप्शन टेस्टिंग (ASTM G28), यांत्रिक परीक्षण (ASTM E8), और ग्रेन संरचना मूल्यांकन शामिल है।
Inconel 800 घटकों के औद्योगिक अनुप्रयोग
न्यूक्लियर रिएक्टर्स
स्टीम जनरेटर ट्यूबिंग, कोर बास्केट्स और सपोर्ट ग्रिड्स।
रेडिएटेड स्थितियों में क्लोराइड स्ट्रेस करप्शन और इंटरग्रैन्युलर अटैक का प्रतिरोध करता है।
केमिकल और पेट्रोकेमिकल प्रोसेसिंग
हीट एक्सचेंजर शेल्स, रिफॉर्मर आउटलेट मैनिफोल्ड्स और ट्रांसफर पाइपिंग।
उच्च तापमान पर कार्बुराइज़िंग और ऑक्सीडाइज़िंग वातावरण को सहन करता है।
औद्योगिक भट्टियाँ
हीट-ट्रीटिंग और कार्बुराइज़िंग ऑपरेशंस के लिए ट्रे, फिक्सचर्स और मफल्स।
बार-बार थर्मल साइकल्स के दौरान आयामी स्थिरता और शक्ति बनाए रखता है।
एयरोस्पेस
एग्ज़ॉस्ट घटक, थर्मोकपल शीथ्स और गैस टर्बाइन लाइनर्स।
900°C तक थर्मल शॉक और स्केलिंग वातावरण में विश्वसनीय रूप से कार्य करता है।
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