소개
니켈 기반 합금은 우수한 기계적 특성과 산화 및 부식에 대한 저항, 특히 고온 응용 분야에서 널리 인식됩니다. 이러한 합금 중에서도 Nimonic 80A는 고유 한 구성과 결과적 특성으로 인해 눈에 띄고 특히 항공 우주 부문에서 다양한 산업 응용 분야에 적합합니다. 이 기사는 기계적 특성, 열 안정성, 부식성, 산화 저항성 및 응용과 같은 다양한 측면에 중점을 둔 다른 인기있는 니켈 기반 합금에 대한 니모닉 80A에 대한 포괄적 인 비교 성능 연구를 제시합니다.
니켈 기반 합금의 개요
니켈 기반 합금은 주로 고온, 부식성 환경 및 기계적 응력과 같은 극한 조건을 경험하는 환경에서 사용됩니다. 일반적인 니켈 기반 합금은 다음과 같습니다.
이러한 각 합금은 화학 조성 및 미세 구조에 따라 독특한 이점을 제공합니다.
표 1 : 선택된 니켈 기반 합금의 화학적 조성
| 합금 | 에 (%) | CR (%) | Fe (%) | MO (%) | 공동 (%) | 의 (%) | Al (%) | 기타 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 니모닉 80a | 46.0 | 20.0 | 5.0 | 1.0 | 3.0 | 1.0 | 0.5 | C, MN, SI, P, S. |
| 인코넬 625 | 58.0 | 20.0 | 5.0 | 9.0 | – | 0.4 | 0.5 | NB |
| 인코넬 718 | 50.0 | 18.0 | 18.0 | 3.0 | 5.0 | 1.0 | 0.5 | C, MN, SI, P, S. |
| 하스텔로이 X | 47.0 | 22.0 | 17.0 | 9.0 | 1.0 | – | 0.5 | C, SI, FE |
기계적 성질
특정 응용 분야에 대한 니켈 기반 합금을 선택할 때 기계적 특성이 중요합니다. 이러한 특성에는 항복 강도, 궁극적 인 인장 강도, 신장 및 경도가 포함됩니다.
표 2 : 니켈 기반 합금의 기계적 특성
| 재산 | 니모닉 80a | 인코넬 625 | 인코넬 718 | 하스텔로이 X |
|---|---|---|---|---|
| 항복강도(MPa) | 600 | 550 | 930 | 310 |
| 극한 인장 강도(MPa) | 860 | 770 | 1000 | 620 |
| 신장률(%) | 30 | 40 | 25 | 50 |
| 경도(HB) | 200 | 180 | 270 | 190 |
기계적 특성 분석
- 니모닉 80a 기계적 강도가 우수하며 가스 터빈 응용 분야에서 널리 사용되는 반면 인코넬 718 탁월한 강도를 보여주고 종종 스프링 응용 분야 및 스트레스가 많은 구성 요소에서 사용됩니다.
- 하스텔로이 X 연성으로 주목되므로 고장없이 상당한 변형이 필요한 응용 분야에 적합합니다.
열 안정성
열 안정성은 고온에 노출 될 재료에 필수적입니다. 높은 온도에서 기계적 특성을 유지하는 능력은 선택의 주요 기준입니다.
표 3 : 니켈 기반 합금의 열 안정성
| 합금 | 서비스 온도 범위 (° C) | 녹는 점 (° C) |
|---|---|---|
| 니모닉 80a | 최대 900 | 1300 |
| 인코넬 625 | 최대 1000 | 1350 |
| 인코넬 718 | 최대 700 | 1430 |
| 하스텔로이 X | 최대 1200 | 1350 |
열 안정성 분석
- 인코넬 625 그리고 하스텔로이 X Nimonic 80a에 비해 더 높은 온도 저항을 보여 주면 가스 터빈 및 산업 용광로의 가장 인기있는 섹션에서 적용에 적합합니다.
- 니모닉 80a 고온에서의 양호한 산화 저항으로 인해 산화 환경을 포함하는 응용 분야에서 종종 선호됩니다.
부식 저항
부식성은 가혹한 환경에서 사용되는 재료의 수명을 결정하는 데 중요합니다. 합금이 구덩이, 틈새 부식 및 응력 부식에 저항하는 능력이 특히 중요합니다.
표 4 : 니켈 기반 합금의 부식 저항
| 합금 | 산화 저항 | 구덩이 저항 | 응력 부식 균열 저항 |
|---|---|---|---|
| 니모닉 80a | 훌륭한 | 좋은 | 보통의 |
| 인코넬 625 | 훌륭한 | 훌륭한 | 좋은 |
| 인코넬 718 | 좋은 | 보통의 | 훌륭한 |
| 하스텔로이 X | 훌륭한 | 좋은 | 훌륭한 |
부식성 분석
- 인코넬 625 높은 크롬 및 몰리브덴 함량으로 인해 산화 및 피팅 저항성이 탁월하여 해양 적용에 적합합니다.
- 니모닉 80a 산화성이 우수하지만 적당한 응력 부식 균열 저항성을 나타내므로 염화물이 높은 환경에 적합하지 않을 수 있습니다.
산화 저항
합금의 산화 저항은 고온 및 산화 대기에 노출 된 응용에 중요합니다.
표 5 : 니켈 기반 합금의 산화 저항
| 합금 | 산화 속도 (mm/년) | 작동 온도 (° C) |
|---|---|---|
| 니모닉 80a | 0.25 | 900 |
| 인코넬 625 | 0.15 | 1000 |
| 인코넬 718 | 0.30 | 700 |
| 하스텔로이 X | 0.20 | 1200 |
산화 저항의 분석
- 인코넬 625 고온에서 가장 낮은 산화 속도를 보여 주어 산화 환경에서 우수한 성능을 나타냅니다.
- 니모닉 80a 산화 저항 측면에서 Inconel 625보다 약간 덜 효과적이지만 높은 온도에서 잘 작동합니다.
니켈 기반 합금의 응용
니켈 기반 합금의 선택은 종종 온도, 응력 조건 및 환경 요인과 같은 특정 응용 요구 사항에 따라 다릅니다.
표 6 : 니켈 기반 합금의 일반적인 응용
| 합금 | 주요 응용 프로그램 |
|---|---|
| 니모닉 80a | 가스 터빈 성분, 산업용 퍼니스 비품, 항공 우주 응용 |
| 인코넬 625 | 해양 응용, 화학 가공, 항공 우주 구성 요소 |
| 인코넬 718 | 엔진 구성 요소, 원자로, 밸브 및 펌프 |
| 하스텔로이 X | 가스 터빈, 용광로 장비, 열교환 기 |
결론
Nimonic 80a는 특히 고온 및 산화 환경에서 다양한 응용 분야에 적합한 특성 균형을 제공합니다. 그것은 기계적 강도, 열 안정성 및 산화 저항에서 칭찬 가능한 성능을 보여 주지만, Inconel 625 및 Hastelloy X와 같은 다른 니켈 기반 합금에 비해 응력 부식 크래킹 및 피팅 저항에 약간의 한계가 있습니다.
Nimonic 80a와 다른 니켈 기반 합금 사이의 선택은 기계적 특성, 환경 고려 사항 및 장기 노출 조건을 고려하여 특정 응용 요구 사항을 기반으로해야합니다. 이러한 재료의 강점과 약점을 이해하면 엔지니어와 설계자가 필요에 맞는 적절한 합금을 선택하여 까다로운 응용 분야의 신뢰성과 성능을 보장합니다.