In der Luft- und Raumfahrt- und TurboladerindustrieInconel 713C (UNS N07713)ist bekannt für seine außergewöhnliche Leistung bei1800 Grad F (982 Grad).Allerdings ist es bekanntermaßen schwierig zu schweißen und zählt zu den anspruchsvollsten Superlegierungen auf Nickelbasis-.
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Schweißeigenschaften der Inconel 713C-Legierung: Beschaffungsleitfaden
Schweißeigenschaften der Inconel 713C-Legierung: Beschaffungsleitfaden
Inconel 713C ist eine ausscheidungshärtende Nickel-{2}Chrom-Guss-Superlegierung mit ausgezeichneter Kriechfestigkeit und Strukturstabilität bei Temperaturen bis zu 1800 Grad F (980 Grad). Es wird häufig in Gasturbinenschaufeln und Turboladerrotoren verwendet. Obwohl es eine hervorragende Hochtemperaturfestigkeit aufweist, ist es aufgrund seines hohen Aluminium- und Titangehalts sehr anfällig für Risse, weshalb es als Legierung mit geringer Schweißbarkeit eingestuft wird.
Welche Eigenschaften hat das Material Inconel 713C?
Inconel 713C weist eine extrem hohe Korrosionsbeständigkeit auf. Beim Erhitzen bildet sich auf der Oberfläche eine dicke, stabile Oxidschicht, die Schutz bietet. Dieses Material behält seine Festigkeit über einen weiten Temperaturbereich. Diese Metalllegierung eignet sich besonders für Anwendungen mit Temperaturen bis 900 Grad.
1. Inconel 713C Materialübersicht
| Parameter | Beschreibung |
|---|---|
| Material | Inconel 713C (Guss-Nickel-basierte Superlegierung) |
| UNS-Nummer | UNS N07713 |
| Chinesisches Äquivalent | K413 |
| Materialtyp | Gusslegierung(Nur Feinguss) |
| Stärkungsmechanismus | ' Niederschlag(Ni₃(Al,Ti)) |
| Produktform | Nur Feingussteile(NICHT als Schmiedestange erhältlich) |
| Typische Anwendungen | Gegossene Turbinenschaufeln, Leitschaufeln, Düsenringe, Turboladerräder, Hochtemperatur-Feingussteile |
| Maximale Betriebstemperatur | ~950 Grad (1742 Grad F) |
2. Schweißleistung von Inconel 713C
Schweißbarkeit:Begrenzte Schweißbarkeit. Es gilt im Allgemeinen als ungeeignet für Anwendungen mit hoher struktureller Beanspruchung.
Rissanfälligkeit:Sehr anfällig für Heißrisse (Erstarrungsrisse) und Spannungsalterungsrisse während der Wärmebehandlung nach dem Schweißen.
Reparatureinschränkungen:Schweißen wird in erster Linie zur Reparatur kleinerer Oberflächenfehler und nicht für strukturelle Verbindungen eingesetzt.
Optimale Methode:Das Plasma-Bogen-Auftragschweißen zeigt bei Reparaturen bessere Ergebnisse als Laserverfahren, die häufig Risse in der Wärmeeinflusszone verursachen. Reibschweißen (RFW) kann verwendet werden, um 713C mit unterschiedlichen Materialien wie Stahl zu verbinden.
Schweißdraht:Wenn Schweißarbeiten erforderlich sind, wird typischerweise Hastelloy W- oder Inconel 92-Schweißdraht verwendet.
Schweißleistung von Inconel 713C
3. Chemische Zusammensetzung von Inconel 713C (nach Gewicht)
| Element | Inhalt (%) | Standardanforderung | Funktion |
|---|---|---|---|
| Nickel (Ni) | Guthaben (~70-75) | Gleichgewicht | Matrixelement; sorgt für eine hohe-Temperaturstabilität |
| Chrom (Cr) | 11.0 – 14.0 | 11.0 – 14.0 | Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit |
| Aluminium (Al) | 5.5 – 6.5 | 5.5 – 6.5 | Primärer ehemaliger– bildet Ni₃(Al,Ti) |
| Molybdän (Mo) | 3.5 – 5.0 | 3.5 – 5.0 | Solide-Lösungsverstärkung; Kriechfestigkeit |
| Niob (Nb) | 1.5 – 2.5 | 1.5 – 2.5 | Ergänzende Stärkung |
| Titan (Ti) | 0.4 – 1.0 | 0.4 – 1.0 | ′ Verstärkung (Ni₃(Al,Ti)) |
| Eisen (Fe) | Kleiner oder gleich 2,0 | Kleiner oder gleich 2,0 | Restelement |
| Kobalt (Co) | Kleiner oder gleich 1,0 | Kleiner oder gleich 1,0 | Restelement |
| Kohlenstoff (C) | 0.05 – 0.15 | 0.05 – 0.15 | Hartmetallbildner; Korngrenzenfestigkeit |
| Bor (B) | 0.005 – 0.015 | 0.005 – 0.015 | Korngrenzenverstärker |
| Zirkonium (Zr) | 0.05 – 0.15 | 0.05 – 0.15 | Korngrenzenverstärker |
| Mangan (Mn) | Kleiner oder gleich 0,20 | Kleiner oder gleich 0,20 | Desoxidationsmittel |
| Silizium (Si) | Kleiner oder gleich 0,50 | Kleiner oder gleich 0,50 | Desoxidationsmittel |
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4. Physikalische Eigenschaften der Inconel 713C-Legierung
| Eigentum | Wert | Bedeutung |
|---|---|---|
| Dichte | 7,91 g/cm³(0,286 lb/in³) | Gewichtsberechnung |
| Schmelzbereich | 1260 – 1315 Grad (2300–2400 Grad F) | Gießtemperaturbereich |
| Wärmeleitfähigkeit (20 Grad) | 11.2 W/m·K | Wärmeableitung |
| Wärmeleitfähigkeit (500 Grad) | ~15.0 W/m·K | Leistung bei hohen-Temperaturen |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (20–100 Grad) | 12,0 × 10⁻⁶/Grad | Passende Kompatibilität |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (20–800 Grad) | ~14,0 × 10⁻⁶/Grad | Hochtemperatur--Design |
| Spezifische Wärme (20 Grad) | 450 J/kg·K | Wärmekapazität |
| Spezifische Wärme (800 Grad) | ~550 J/kg·K | Wärmekapazität bei hohen-Temperaturen |
| Elastizitätsmodul (20 Grad) | ~205 GPa (29,7 × 10⁶ psi) | Steifheit |
| Elastizitätsmodul (800 Grad) | ~160 GPa (23,2 × 10⁶ psi) | Heiße Steifheit |
| Elektrischer Widerstand | 1.30 µΩ·m | – |
| Magnetische Eigenschaften | Nicht-magnetisch | – |
5. 713C-Beschaffungsrichtlinien für geschweißte Komponenten
1,Grenzschweißen im Design:Vermeiden Sie Schweißverbindungen in Bereichen mit hoher -Beanspruchung und hoher-Temperatur von 713C-Komponenten. Eine mechanische Befestigung wird bevorzugt.
2, Reparaturstandards definieren:Legen Sie klar fest, dass jede Reparaturschweißung einer strengen Röntgen- oder Fluoreszenz-Eindringprüfung (FPI) unterzogen werden muss, um Risse in der Wärmeeinflusszone (HAZ) zu identifizieren.
3, Wärmebehandlung angeben:Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen (z. B. Lösungsbehandlung bei 2.150 Grad F, gefolgt von einer Stabilisierungsbehandlung bei 1.700 Grad F) ist für die Wiederherstellung der Leistung und die Reduzierung von Rissen von entscheidender Bedeutung.
4. Erwägen Sie Alternativen:Wenn eine hervorragende Schweißbarkeit erforderlich ist, sollten Sie die Verwendung von Inconel 625 (lösungsverstärkt) in Betracht ziehen, obwohl seine Zeitstandfestigkeit geringer als die von 713C ist.
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FAQ
F: Kann ich einen Riss in einem Turbinenrad aus Inconel 713C mit WIG-Schweißen reparieren?
A:Es ist sehr riskant. Beim WIG-Schweißen entstehen in der Regel Mikro-Risse in der Wärmeeinflusszone-, die mit bloßem Auge möglicherweise nicht sichtbar sind, bei Hochgeschwindigkeitsrotationen jedoch zu katastrophalen Ausfällen führen.
F: Ist „Incoloy 713C“ dasselbe wie „Inconel 713C“?
A:Ja, obwohl „Incoloy“ und „Inconel“ unterschiedliche Handelsnamen sind, beziehen sie sich im Zusammenhang mit 713C auf dieselbe Gusslegierung auf Nickelbasis (UNS N07713).
F: Verbessert die Verwendung einer Vorlegierung mit höherer Reinheit die Schweißbarkeit?
A:Es verbessert die „Gießbarkeit“ und reduziert Einschlüsse. Ein saubererer Guss weist weniger Spannungskonzentrationspunkte-auf, wodurch er etwas widerstandsfähiger gegenüber speziellen Verbindungsprozessen wie Reibschweißen ist.
