標題：鎳基高溫合金：Inconel 718的特性

　　Inconel 718 - 鎳基高溫合金的特點是什么？ - 定義

　　Inconel 718 鎳基高溫合金具有高強度和耐高溫性。它還具有明顯的耐腐蝕性和抗氧化性。

　　高溫合金 - 鉻鎳鐵合金 - 渦輪葉片高溫合金或高性能合金是具有優異強度和高溫表面穩定性的有色合金。它們可以在高熔點下安全運行(高達) 85% 的熔點 (T m )，以開爾文度數表示0.85)是它們的關鍵特征。高溫合金通常高于 540 °C (1000 °F) 由于普通鋼和鈦合金在這些溫度下失去了強度，在這種溫度下，鋼也經常被腐蝕。在高溫下，高溫合金保持機械強度、熱蠕變變形、表面穩定性、耐腐蝕一些鎳基高溫合金可以承受超過 1200°C 溫度取決于合金的成分。雖然晶界可以提供強度，但高溫合金通常以單晶形式鑄造，但它們可以降低抗蠕變性。

　　鎳基高溫合金

　　目前，鎳基高溫合金占先進飛機發動機的重量 50% 以上。鎳基高溫合金包括固溶強化合金和及時硬化合金。奧氏體是時效硬化合金 (fcc) 基體組成分散在基體中 Ni 3的相干沉淀(Al,Ti) 金屬間化合物 fcc 結構。鎳基超合金是以鎳為主要合金元素的合金。鎳基超合金優先用作葉片材料，而不是鈷或鐵基超合金。鎳基高溫合金具有高強度、抗蠕變性和耐腐蝕性。渦輪葉片通常以定向凝固或單晶形式鑄造。渦輪級第一排主要采用單晶葉片。

　　它們最初是為飛機活塞發動機渦輪增壓器開發的。如今，最常見的應用是飛機渦輪部件，它必須在合理的時間內承受嚴重的氧化環境和高溫。目前的應用包括：

　　飛機燃氣輪機

　　汽輪機發電廠

　　醫療應用

　　航天器和火箭發動機

　　熱處理設備

　　核電廠

　　鎳是高溫合金的基本要素，高溫合金是一組用于噴氣發動機的鎳、鐵鎳和鈷合金。這些金屬具有優空航天結構材料的溫度下，這些金屬具有優異的抗熱蠕變變形能力，保持其剛度、強度、韌性和尺寸穩定性。

　　鉻鎳鐵合金 718

　　一般來說，Inconel是 Special Metals 高溫合金家族奧氏體鎳鉻基注冊商標。Inconel 718是一種高強度、耐高溫的鎳基高溫合金。它還表現出明顯的耐腐蝕性和抗氧化性。Inconel 這取決于合金。Inconel 718 由 55% 的鎳、21% 的鉻、6% 鐵由少量錳、碳和銅組成。

　　航空航天等高科技產業常用高溫合金。該高溫合金結合耐腐蝕性和極高溫材料強度，在核工業中表現良好。一些核電站使用鎳基高溫合金作為反應堆芯、控制棒和類似部件。在核工業中，特別是低鈷高溫合金(因為鈷可能被激活) 59）。核燃料部件的一些結構部件，如頂部和底部噴嘴，可由鉻鎳鐵合金等超合金制成。間隔網格通常由低吸收熱中子截面的耐腐蝕材料制成，通常是鋯合金(~ 0.18 × 10 –24厘米2)。第一個和最后一個間隔網格也可以由低鈷鉻鎳鐵合金制成，非常適合在極端壓力和熱環境

　　熱蠕變

　　蠕變，又稱冷流，是在恒定載荷或應力下隨時間增加的永久變形。在長期加熱的材料中，由于長期暴露在較大的外部機械應力下而引起的屈服極限更為嚴重。變形率是材料特性、暴露時間、暴露溫度和施加結構載荷的函數。如果我們在高溫下使用材料，蠕變是一個非常重要的現象。蠕變在電力行業非常重要，在噴氣發動機的設計中最重要。破裂時間是許多相對較短的蠕變(如軍用飛機中的渦輪葉片)的主要設計考慮因素。當然，蠕變試驗必須進行到故障點才能確定；這些被稱為蠕變斷裂試驗。

　　材料的抗蠕變性受擴散率、沉淀物和晶粒尺寸的影響。一般來說，防止金屬蠕變的一般方法有三種。一種方法是使用熔點較高的金屬，第二種方法是使用顆粒尺寸較大的材料，第三種方法是使用合金化。身心立方體 (BCC) 金屬在高溫下抗蠕變性差。因此，基于 Co、Ni 和 Fe 超合金(通常是面心立方奧氏體合金)可設計成高抗蠕變性，因此已成為高溫環境中的理想材料。

　　應力腐蝕開裂

　　應力腐蝕開裂是核工業中最嚴重的冶金問題之一(SCC)。應力腐蝕開裂是拉應力與腐蝕環境共同作用的結果，兩者都是必要的。SCC晶間腐蝕發生在拉應力的作用下。低合金鋼不易受高合金鋼的影響，但在含氯離子的水中容易發生 SCC。但鎳基合金不受氯離子或氫氧根離子的影響。鉻鎳鐵合金是耐應力腐蝕開裂的鎳基合金的一個例子。

　　高溫合金的特點 – Inconel 718

　　材料屬性是密集屬性，這意味著它們與質量無關，可能隨時因地而異。材料科學的基礎涉及研究材料的結構，并將其與其特性（機械、電氣等）聯系起來。一旦材料科學家了解了這種結構性能的相關性，他們就可以繼續研究材料在給定應用中的相對性能。化學元素的組成和最終形式的加工是材料結構及其性質的主要決定因素。

　　高溫合金的機械性能 – Inconel 718

　　由于其理想的機械特性組合，材料通常用于各種應用。工程師必須考慮結構應用中的材料特性。

　　高溫合金的強度 – Inconel 718

　　在材料力學中，材料的強度是承受外部載荷而不失效或塑性變形的能力。材料的強度基本上考慮了外部載荷與材料尺寸變形或變化的關系。材料的強度是承受施加載荷而不失效或塑性變形的能力。

　　極限抗拉強度

　　高溫合金極限抗拉強度——Inconel 718 這取決于熱處理過程，但大約是 1200 MPa。

　　極限抗拉強度是工程應力-應變曲線上的最大值。這對應于張力結構支撐的最大應力。極限抗拉強度通常稱為抗拉強度，甚至稱為極限。施加并保持這種應力會導致斷裂。通常，該值明顯高于屈服應力（高于某些類型的金屬） 50% 到 60%)。當韌性材料達到極限強度時，會在橫截面積局部減小的地方收縮。應力-應變曲線不包括高于極限強度的應力。在達到極限強度后，應力通常會減小，即使變形可以繼續增加。因此，它的價值不取決于樣品的大小。然而，它取決于其他因素，如制備標本來測試環境和材料的溫度。鋁的極限抗拉強度 50 MPa 高達超高強度鋼 3000 MPa 不等。

　　屈服強度

　　高溫合金的屈服強度——Inconel 718 這取決于熱處理過程，但大約是 1030 MPa。

　　屈服點是指應力-應變曲線上的彈性行為極限和塑性行為的開始點。屈服強度或屈服應力是定義為材料開始塑性變形的材料特性，屈服點是非線性（彈性） 塑性)變形的起點。材料在去除應力時會彈性變形并恢復其原始形狀。一旦超過屈服點，部分變形將是永久和不可逆轉的。一些鋼和其他材料表現出一種叫做屈服點的行為。低強度鋁屈服強度 35 MPa 超高強度鋼大于 1400 MPa 不等。

　　楊氏彈性模量

　　楊氏彈性模量高溫合金 - Inconel 718 為 200 GPa。

　　楊氏彈性模量通常通過拉伸試驗來評估單軸變形的線性彈性狀態。當達到極限應力時，物體將能夠在移除負載時恢復其尺寸。應力導致晶體中的原子從其平衡位置移動。所有原子的位移相同，但仍保持相對幾何形狀。當應力消除時，所有原子都回到原來的位置，不會永久變形。根據胡克定律，應力與應變成正比（在彈性區域），斜率為楊模量. 除應變外，楊氏模量等于縱向應力。

　　高溫合金的硬度 – Inconel 718

　　布氏硬度高溫合金 – Inconel 718 這取決于熱處理過程，但大約是 330 MPa。

　　在材料科學中，硬度是承受表面壓痕(局部塑性變形)和劃痕的能力。硬度可能是定義最不明確的材料特性，因為它可能表示抗劃傷、耐磨、耐壓痕跡，甚至抗成型或局部塑性變形。硬度很重要，因為摩擦或蒸汽、油和水的耐磨性通常會隨著硬度的增加而增加。

　　布氏硬度試驗是用于硬度試驗的壓痕硬度試驗之一。在布氏測試中，在特定載荷下，將硬球壓頭壓入待測金屬表面。典型的測試直徑為 10 毫米（0.39 英寸）的 硬化鋼球作為壓頭，力為 3,000 千克力（29.42 千牛；6,614 磅)。負載在指定時間(10 到 30 秒間)保持恒定。對于較軟的材料，使用較小的力；對于較硬的材料，用碳化鎢球代替鋼球。

　　用布氏硬度值量化材料的硬度- HB表示。布氏硬度值試標準是布氏硬度值（ASTM E10-14[2] 和 ISO 6506–1:2005）指定為 HBW（H 來自硬度，B 布氏硬度，W 鎢(鎢)碳化物來自壓頭材料。在以前的標準中，HB 或 HBS 用于測量而不是鋼壓頭。

　　布氏硬度值(HB) 是負載除以壓痕的表面積。印模直徑用疊加刻度的顯微鏡測量。以下公式計算布氏硬度值：

　　常用的測試方法有很多種(如布氏、努氏、維氏和洛氏)。可用表格與不同測試方法的硬度值有關，適用于相關性。高硬度值代表硬金屬度值代表硬金屬。

　　高溫合金的熱性能 – Inconel 718

　　材料的熱性能 指材料對其 溫度變化與熱應用的反應。當固體以熱的形式吸收能量時，其溫度和尺寸就會升高。但是不同的材料對加熱有不同的反應。

　　熱容量、熱膨脹和熱導率是固體實際使用的關鍵屬性。

　　高溫合金熔點 – Inconel 718

　　高溫合金熔點——Inconel 718 鋼的熔點約為 1400°C。

　　通常， 熔化 是 從固相到液相的物質 熔點 這種相變相變的溫度 還定義了固體和液體平衡的條件。

　　熱導率高溫合金 - Inconel 718

　　高溫合金 - Inconel 718 的熱導率為 6.5 W/(mK)。

　　固體材料的傳熱特性稱為 熱導率k（或 λ）單位為屬性測量 W/mK。它通過測量物質 通過材料傳遞熱量的能力。請注意， 傅立葉定律 適用于所有物質，無論其狀態如何(固體、液體或氣體)，也適用于液體和氣體。(本文轉載)

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