Inconel 800H
Inconel 800H का परिचय
Inconel 800H, Inconel 800 श्रृंखला का एक उच्च-प्रदर्शन संस्करण है, जिसे उन्नत उच्च-तापमान यांत्रिक गुणों के लिए इंजीनियर किया गया है। यह Inconel 800 की मूल रासायनिक संरचना—निकेल, लोहा और क्रोमियम—को बनाए रखता है, लेकिन 650–1000°C पर दीर्घकालिक एक्सपोज़र के दौरान क्रीप-रप्चर स्ट्रेंथ और संरचनात्मक अखंडता बढ़ाने के लिए नियंत्रित कार्बन (0.05–0.10%) तथा एल्युमिनियम + टाइटेनियम सामग्री के साथ संशोधित किया जाता है।
यह मिश्र धातु हाइड्रोकार्बन रिफॉर्मर, हीट एक्सचेंजर और पावर बॉयलर ट्यूबिंग जैसे थर्मल स्ट्रेस वातावरण में उत्कृष्ट प्रदर्शन करती है। इसके बढ़े हुए ग्रेन साइज और स्ट्रेस-रिलैक्सेशन गुण इसे चक्रीय थर्मल लोड के तहत संचालित प्रेशर-बाउंड घटकों के लिए उपयुक्त बनाते हैं। सटीकता और यांत्रिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए आमतौर पर सॉल्यूशन एनीलिंग और स्टेबलाइज़ेशन के बाद CNC मशीनीकरण किया जाता है।
Inconel 800H के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Inconel 800H (UNS N08810 / ASTM B409 / ASME SB409 / DIN 1.4958) सॉल्यूशन-एनील्ड अवस्था में सप्लाई किया जाता है और कोड-स्टैम्प्ड प्रेशर अनुप्रयोगों में उपयोग होता है जहाँ उच्च तापमान प्रदर्शन आवश्यक होता है।
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
निकेल (Ni) | 30.0–35.0 | बेस धातु, जो ऑक्सीकरण और कार्बुराइज़ेशन प्रतिरोध प्रदान करती है |
क्रोमियम (Cr) | 19.0–23.0 | उच्च तापमान सुरक्षा के लिए स्थिर ऑक्साइड परत बनने को बढ़ावा देता है |
लोहा (Fe) | शेष (≥39.5%) | संरचनात्मक मैट्रिक्स और शक्ति बढ़ाता है |
कार्बन (C) | 0.05–0.10 | क्रीप और रप्चर प्रतिरोध बढ़ाता है |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤1.5 | हॉट वर्केबिलिटी को सपोर्ट करता है |
सिलिकॉन (Si) | ≤1.0 | ऑक्सीकरण व्यवहार में सुधार करता है |
एल्युमिनियम (Al) | 0.15–0.60 | γ′ गठन और ऑक्सीकरण प्रतिरोध |
टाइटेनियम (Ti) | 0.15–0.60 | माइक्रोस्ट्रक्चर को स्थिर करता है |
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 | 14.4 µm/m·°C (20–1000°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 460 J/kg·K at 20°C | ASTM E1269 |
इलास्टिक मॉड्यूलस | 190 GPa at 20°C | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (सॉल्यूशन-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 | 150–180 HB | ASTM E10 |
क्रीप रप्चर स्ट्रेंथ | ≥95 MPa @ 815°C, 1000h | ASTM E139 |
Inconel 800H की प्रमुख विशेषताएँ
उच्च क्रीप-रप्चर स्ट्रेंथ: कार्बन स्तर (0.05–0.10%) ≥800°C पर दीर्घकालिक थर्मल डिफॉर्मेशन और रप्चर के विरुद्ध उत्कृष्ट प्रतिरोध सुनिश्चित करता है।
थर्मल स्थिरता: चक्रीय या बेस-लोड थर्मल वातावरण में स्ट्रेस रिलैक्सेशन के दौरान धातुकर्मीय अखंडता बनाए रखता है।
श्रेष्ठ वेल्डेबिलिटी: टाइटेनियम और एल्युमिनियम की मिलावट जॉइनिंग के दौरान सेंसिटाइज़ेशन और ग्रेन-बाउंड्री अटैक के जोखिम को कम करती है।
CNC मशीनेबिलिटी: सॉल्यूशन-एनील्ड अवस्था में मशीनीकरण करके ±0.01 mm की आयामी सहनशीलता और Ra ≤ 0.8 µm की सतह फिनिश प्राप्त की जाती है।
Inconel 800H के लिए CNC मशीनीकरण चुनौतियाँ और समाधान
मशीनीकरण चुनौतियाँ
वर्क हार्डनिंग की प्रवृत्ति
निकेल और लोहे की उच्च मात्रा स्ट्रेन हार्डनिंग एक्सपोनेंट बढ़ाती है, जिससे टूल चैटर और BUE से बचने के लिए कट की गहराई को स्थिर रखना आवश्यक होता है।
उच्च कटिंग तापमान पर टूल वियर
टूल-वर्कपीस इंटरफेस पर स्थानीय ऊष्मा संचय फ्लैंक और क्रेटर वियर को तेज करता है, खासकर इंटरप्टेड कट्स में।
सल्फर-रहित टूलिंग वातावरण
मिश्र धातु की सल्फर के प्रति संवेदनशीलता के कारण, कटिंग फ्लूइड्स का सावधानीपूर्वक चयन आवश्यक है ताकि सतह एम्ब्रिटलमेंट या रासायनिक अटैक से बचा जा सके।
अनुकूलित मशीनीकरण रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | PVD कोटिंग (TiAlN, AlCrN) वाले कार्बाइड टूल्स | उत्कृष्ट हॉट हार्डनेस और ऑक्सीकरण प्रतिरोध |
कोटिंग | 3–5 µm TiAlN या AlTiN | घर्षण कम करता है और बिल्ट-अप एज रोकता है |
जियोमेट्री | होनड एज के साथ पॉज़िटिव रेक एंगल (10–12°) | चिप फ्लो को बेहतर बनाता है और कटिंग रेज़िस्टेंस घटाता 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 | 80–100 |
फिनिशिंग | 60–90 | 0.05–0.10 | 0.3–0.8 | 100–150 |
मशीन्ड Inconel 800H भागों के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP कास्ट या फैब्रिकेटेड भागों में पोरोसिटी हटाकर संरचनात्मक घनत्व और क्रीप स्ट्रेंथ बढ़ाता है, जो दीर्घकालिक प्रेशर-वेसल प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट में 1100–1150°C पर सॉल्यूशन एनीलिंग के बाद तेज एयर कूलिंग शामिल होती है, ताकि ग्रेन साइज स्थिर हो और क्रीप प्रदर्शन अनुकूलित हो।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग कम-हीट-इनपुट GTAW और मैचिंग फिलर मेटल्स का उपयोग करती है, ताकि हॉट क्रैकिंग और इंटरग्रैन्युलर करप्शन को न्यूनतम किया जा सके।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग 125–250 µm YSZ लागू करती है ताकि रेडिएटिव हीट का प्रतिरोध हो और रिफॉर्मर/फर्नेस वातावरण में घटक की आयु बढ़े।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनीकरण (EDM)
EDM ±0.01 mm तक की सटीकता के साथ सूक्ष्म स्लॉट, ग्रूव और टाइट-टॉलरेंस फीचर्स बनाने में सक्षम बनाता है।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग हीट एक्सचेंजर और रिफॉर्मर घटकों में सटीक L/D > 40:1 फ्लो चैनल बनाने में सक्षम बनाती है।
सामग्री परीक्षण और विश्लेषण
सामग्री परीक्षण में ग्रेन साइज विश्लेषण (ASTM E112), तन्य/जंग परीक्षण, और ASME मानकों के अनुसार नॉन-डिस्ट्रक्टिव एग्ज़ामिनेशन शामिल है।
Inconel 800H घटकों के औद्योगिक अनुप्रयोग
पेट्रोकेमिकल भट्टियाँ
रिफॉर्मर आउटलेट हेडर्स, एथिलीन क्रैकिंग ट्यूब्स और मैनिफोल्ड सिस्टम्स।
मिक्स्ड गैस वातावरण में 800–1000°C पर क्रीप स्ट्रेंथ और करप्शन प्रतिरोध बनाए रखता है।
पावर जनरेशन (बॉयलर सिस्टम्स)
सुपरहीटर/रीहीटर ट्यूबिंग, वॉटरवॉल हेडर्स और प्रेशर बॉउंड्रीज़।
क्रीप और थर्मल फटीग स्थितियों में लंबी सेवा आयु।
न्यूक्लियर स्टीम जनरेटर्स
कोर सपोर्ट स्ट्रक्चर्स, फ्यूल क्लैडिंग और सेकेंडरी लूप पाइपिंग।
क्लोराइड-समृद्ध और रेडिएटिव परिस्थितियों में उत्कृष्ट स्ट्रेस करप्शन क्रैकिंग प्रतिरोध।
हीट-ट्रीटिंग उपकरण
फिक्सचर्स, मफल्स, बास्केट्स और ट्रे।
बार-बार साइकलिंग के दौरान कार्बुराइज़ेशन, स्केलिंग और आयामी ड्रिफ्ट का प्रतिरोध करता है।
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