Инконель

Инконель (англ. Inconel) — семейство^[1] аустенитных никель-хромовых жаропрочных сплавов. Зарегистрированный торговый знак компании Special Metals Corporation^{[англ.][2]}. Инконель обычно применяется в разнообразном оборудовании, работающем при высоких температурах или в химически агрессивных средах. Часто название сокращают до «Inco» (иногда «Iconel»). Поскольку название запатентовано, другие фирмы выпускают аналоги сплава с разнообразными названиями, так, для Inconel 625 аналогами являются: Chronin 625, Altemp 625, Haynes 625, Nickelvac 625 и Nicrofer 6020.^[3]

Инконель
металл серого цвета
Химический состав
Ni 50-72 % Cr 14-43 % Fe 5-10 % Mo до 8 % Nb до 5 % Al до 1,15 %
Тип сплава
Семейство аустенитных никель-хром базированных жаропрочных сплавов
Механические свойства
Большая склонность к наклёпу, плохо свариваются
Физические свойства
Коррозионная стойкость	высокая
Маркировка
Inconel 600, Inconel 625, Inconel 690, Inconel 718, Инконель X-750, Inconel 751, Inconel 939
Аналоги
Chronin 625, Altemp 625, Haynes 625, Nickelvac 625 и Nicrofer 6020
Применение
Изготавливают элементы газотурбинных двигателей, компрессоры, химические аппараты, пароперегреватели. Как напыление для защиты химических аппаратов.
Торговые марки
Inconel™
Медиафайлы на Викискладе

Свойства

Сплавы Инконель стойки к окислению и коррозии. При нагреве Инконеля на его поверхности образуется тонкая устойчивая пассивирующая окисная плёнка, предохраняющая поверхность от дальнейшего разрушения. Инконель сохраняет прочность в широком промежутке температур, поэтому подходит для тех применений, для которых не подходят алюминий или сталь.

Механическая обработка

Инконель сложен в обработке из-за склонности к наклёпу. Поэтому такие сплавы, как Инконель 718, обрабатывают глубоким, но медленным резанием с использованием твердосплавного инструмента.

Сварка

Большинство сплавов Инконель плохо сваривается из-за растрескивания и микроструктурного разделения легирующих элементов, хотя есть сплавы, которые свариваются хорошо.

Сплавы из семейства Инконель

• Inconel 600
• Inconel 625: кислотостойкий, хорошая свариваемость
• Inconel 690: низкое содержание кобальта для атомной промышленности (для уменьшения образования кобальта-60)
• Inconel 718: хорошая свариваемость
• Inconel X-750
• Inconel 751: повышенное содержания алюминия для повышения стойкости при высоких температурах
• Inconel MA758: дисперсноупрочненный, повышенная жаропрочность ^[4]
• Inconel 939: хорошая свариваемость

Химический состав сплавов

Сплавы семейства сильно различаются по композициям, но во всех доминирует никель, второй элемент — хром.

Inconel	Элемент (масс %)
	Ni	Cr	Fe	Mo	Nb	Co	Mn	Cu	Al	Ti	Si	C	S	P	B
600[5]	72,0	14,0-17,0	6,0-10,0				1,0	0,5			0,5	0,15	0,015
625[6]	58,0	20,0-23,0	5,0	8,0-10,0	3,15-4,15	1,0	0,5		0,4	0,4	0,5	0,1	0,015	0,015
718[7]	50,0-55,0	17,0-21,0	balance	2,8-3,3	4,75-5,5	1,0	0,35	0,2-0,8	0.2-0.8	0,65-1,15	0,35	0,08	0,015	0,015	0,006

В состав супер-сплава INCONEL MA758 входит также Y (в виде оксида иттрия):

Inconel	Элемент (масс %)
	Ni	Cr	Fe	Cu	Al	Ti	C	Zn	Y (в виде оксида иттрия)
MA758[8][9]	62,7±0,4	29,5±0,4	0,8±0,06	4,6±0,09	0,3	0,5	0,05	2,03±0,07	0,5±0,03

Применение

Инконель часто используется в экстремальных условиях — в газотурбинных двигателях, компрессорах, химических аппаратах, пароперегревателях. Инконель наносят как защитное покрытие аппаратов химической промышленности с помощью высокоскоростного газопламенного напыления. Об использовании инконеля в производстве своего автомобиля Nemesis объявила американская компания Trion Supercars.

Сплавы

Инконель MA758

Суперсплав MA758 на основе системы Ni-Cr-Fe получают механическим легированием^[10] дисперсными наночастицами оксида иттрия Y₂O₃.^[4]

Инконель 52, Инконель 52MSS

Сплавы Inconel 52 и Inconel 52MSS на основе системы Ni-Cr-Fe используется в качестве сварочных материалов для сварки изделий из Inconel 690, а также разнородных соединений из сплавов семейства Inconel и Incoloy с углеродистыми, низколегированными и нержавеющими сталями. Позволяют получить высокопрочные соединения устойчивые к радиационной и химической коррозии ^[11]

Инконель 690

Характеризуется превосходной устойчивостью к различным агрессивным средам и высоким температурам. Повышенное содержание хрома обеспечивает высокую стойкость к окисляющим кислотам (в особенности к азотной и плавиковой), солям, а также стойкость к сероводородной коррозии при высоких температурах. Кроме того, данный сплав устойчив к межкристаллитной коррозии и межкристаллитному коррозионному растрескиванию, обладает высокой радиационной стойкостью и устойчивостью к радиационной коррозии. Помимо высокой коррозионной стойкости этот сплав характеризуется жаропрочностью и идеальными технологическими характеристиками. Это делает его оптимальным материалом для производства теплообменных трубок парогенераторов реакторов АЭС ^[11].

Инконель 718

Химический состав
Инконель 718

Элемент	%
Ni[12]	52,50
Cr	19,00
Mo	3,00
Al	0,50
Ti	0,90
Nb	5,10
C	<0,08
B	<0.06
Fe остальное	18,86

Жаропрочный сплав, предназначен для работы при температурах до 700 °C, один из наиболее распространённых сплавов семейства Инконель. Разработан и запатентован (патент США № 3046108 от 24.07.1962), автор Айзелштайн (Eiselstein)^[13]. В 1970-е годы в США на долю сплава Инконель 718 приходилось свыше 50 % валового выпуска промышленных жаропрочных сплавов.

Сплав вначале применялся как обшивочный материал для сверхзвуковых самолётов^[14]. Упрочнение сплава достигается за счёт медленного выделения интерметаллидного соединения никеля с титаном и ниобием. Сплав легко обрабатывется давлением и хорошо сваривается.

Сплав применяется для изготовления лопаток компрессора авиационных двигателей, а также других деталей^[15].

Обработка	tисп., °C	Предел прочности σb, кГ/мм²	Предел текучести σ0,2, кГ/мм²	Удлинение δ, %	Длительная прочность σ1000, кГ/мм²
Наклёп и старение при720 °C 8 ч.; охлаждение печи до 620 °C 10 ч.; охлаждение на воздухе	20 426 538 648	153 - - -	145 - - -	9,5 - - -	- 130 88 31
Нагрев до 950 °C и старение при 720 °C 8 ч.; охлаждение печи до 620 °C 10 ч.; охлаждение на воздухе	20 426 538 648	145 - - -	122 - - -	17,3 - - -	- 120 102 38
Нагрев до 1065 °C и старение при 720 °C 8 ч.; охлаждение печи до 620 °C 12 ч.; охлаждение на воздухе	20 426 538 648	143 - - -	124 - - -	20.5 - - -	- 112 95 53

Инконель X-750

Химический состав
Инконель X-750

Элемент	%
Ni	73,0
Cr	18,0
Fe	6,8
остальное	2,2

Жаропрочный сплав, предназначен для работы при температурах до 815 °C. Разработан в 1944 году Кларенсом Бибером и Уолтером Самптером в Хантингтоне (США)^[13]. Сплав применяется для создания износостойких коррозионно-стойких промышленных покрытий, изготовления лопаток компрессора авиационных двигателей, а также других деталей, например, пружин, работающих до 650 °C.^[15]

	650 °C 100 часов	650 °C 1000 часов	815 °C 100 часов	815 °C 1000 часов	982 °C 100 часов	982 °C 1000 часов
Длительная прочность[16]	552	469	179	110	24	-

См. также

• Хастеллой
• Жаропрочные сплавы