INCONEL 600 2.4816
Inconel 600 (NiCr15Fe) to nadstop niklowo-chromowo-żelazowy przeznaczony do pracy w wysokiej temperaturze oraz w środowiskach silnie korozyjnych. Nie jest utwardzalny wydzieleniowo. Dzięki wysokiej zawartości niklu wykazuje doskonałą odporność na korozję naprężeniową powodowaną chlorkami, a chrom zapewnia dobrą odporność na utlenianie, nawęglanie i azotowanie w temperaturach sięgających ok. 1050°C.
Oznaczenia
Ta sama stal pod nazwami, których używa się w różnych normach i krajach. Wpisanie dowolnej z nich w wyszukiwarce prowadzi na tę stronę.
| System | Oznaczenie |
|---|---|
| Werkstoff-NrNumer materiałowy — tak stal opisują huty i dostawcy w Europie. | 2.4816 |
| ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego. | 2.4816 |
| DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji. | 2.4816 |
| PNOznaczenie polskie — to zwykle jest na rysunku i w rozmowie na hali. | 2.4816≈ odpowiednik przybliżony |
| AISIOznaczenie amerykańskie, częste w katalogach narzędzi i literaturze. | UNS N06600 |
| Nazwa handlowaJak stal nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie. | Inconel 600 / Alloy 600 |
≈ Zbliżony gatunek, nie ten sam. Do zamiany w produkcji wymaga sprawdzenia w karcie materiałowej.
Właściwości
| Właściwość | Symbol | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Gęstość | ρ | 8450 kg/m³ | EN 10095:1999 |
| Granica plastyczności | Re | 240 MPa | EN 10095:1999 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Rm | 550 MPa | EN 10095:1999 |
| Moduł Younga | E | 214 GPa | EN 10095:1999 |
| Liczba Poissona | ν | 0,29 | EN 10095:1999 |
| Twardość Brinella | HB | 120–200 HB | EN 10095:1999 |
| Rozszerzalność cieplna | α | 13,3 10⁻⁶/K | EN 10095:1999 |
| Przewodność cieplna | λ | 14,9–15,9 W/(m·K) | EN 10095:1999 |
| Ciepło właściwe | c | 444 J/(kg·K) | EN 10095:1999 |
| Temperatura topnienia | Tm | 1354–1413 °C | EN 10095:1999 |
| Maksymalna temperatura pracy | Tmax | 1093 °C | EN 10095:1999 |
| Rezystywność | ϱ | 1,03 µΩ·m | EN 10095:1999 |
Wartości nominalne z podanych norm. Do obliczeń wytrzymałościowych używaj atestu materiałowego od dostawcy.
Skład chemiczny
Zakresy dopuszczone przez normę, w procentach masowych. Rzeczywisty skład wytopu podaje atest hutniczy.
- Pierwiastek — Zawartość
- Ni
- 72,00–77,00 %
- Cr
- 14,00–17,00 %
- Fe
- 6,00–10,00 %
- C
- maks. 0,15 %
- Mn
- maks. 1,00 %
- S
- maks. 0,015 %
- Si
- maks. 0,50 %
- Cu
- maks. 0,50 %
Obróbka cieplna
Temperatury podane w stopniach Celsjusza. Ośrodek chłodzący i twardość po zabiegu tak, jak podaje karta materiałowa. Ten sam zabieg może wystąpić kilka razy — np. hartowanie w wodzie i w oleju dają różną twardość.
| Zabieg | Temperatura | Ośrodek | Twardość |
|---|---|---|---|
| WalcowanieZakres temperatur walcowania na gorąco. Poniżej dolnej granicy stal przestaje płynąć i zaczyna pękać. | 870–1230 °C | powietrze | — |
| KucieZakres temperatur kucia — zwykle najszerszy z wszystkich. Kucie poniżej dolnej granicy rozrywa materiał, powyżej górnej przepala go. | 1040–1230 °C | powietrze | — |
| NormalizowaniePo kuciu albo walcowaniu: rozdrabnia ziarno, które obróbka na gorąco pozostawiła, i ujednolica strukturę przed hartowaniem. | — | — | —nie nadaje się do normalizowania |
| Wyżarzanie zmiękczająceStan dostawy i stan, w którym stal się obrabia. Twardość podana jako górna granica. | 1010–1150 °C | powietrze lub woda | 120–160 HB |
| Wyżarzanie odprężającePo obróbce zgrubnej, przed wykańczającą — zdejmuje naprężenia, które inaczej wyjdą przy hartowaniu. | 871–927 °C | powietrze | 120–160 HB |
| HartowanieTemperatura austenityzowania i ośrodek chłodzący. | — | — | —nie nadaje się do hartowania |
| Odpuszczanie niskieOkoło 150–250 °C. Zdejmuje naprężenia hartownicze i kruchość, zostawiając twardość prawie nietkniętą — stan narzędzi skrawających. | — | — | —nie nadaje się do odpuszczania |
| Odpuszczanie wysokieOkoło 500–650 °C. Oddaje twardość za udarność — ulepszanie cieplne części maszyn, nie narzędzi skrawających. | — | — | —nie nadaje się do odpuszczania |
| Twardość roboczaTwardość gotowego narzędzia — to ona decyduje, jak długo trzyma krawędź. | — | — | 120–160 HB200–300 HB (po zgniocie na zimno) |
Wartości nominalne z podanych norm. Do obliczeń wytrzymałościowych używaj atestu materiałowego od dostawcy.
Kalkulatory dla tego materiału
Gęstość tego materiału zostanie wczytana automatycznie po przejściu do kalkulatora.
Zastosowania
Przemysł chemiczny i petrochemiczny
aparatura do chlorowania, instalacje do produkcji kwasu solnego, zbiorniki i rurociągi do mediów silnie korozyjnych, urządzenia pracujące w środowisku utleniającym i redukującym
Obróbka cieplna
muflowe piece, retorty, kosze i osprzęt do obróbki cieplnej, elementy wsadowe, podpory i prowadnice piecowe, elementy pracujące w bezpośrednim kontakcie z płomieniem
Energetyka i przemysł jądrowy
generatory pary, wymienniki ciepła, rurki wężownic, elementy reaktorów (w nowszych instalacjach coraz częściej zastępowany Inconelem 690 ze względu na odporność na korozję naprężeniową)
Lotnictwo i silniki turbinowe
elementy komór spalania, osłony termiczne, elementy układów wydechowych, uszczelnienia pracujące w wysokiej temperaturze
Przemysł spożywczy i inne
aparatura mleczarska i przetwórcza, zbiorniki procesowe, elementy narażone jednocześnie na wysoką temperaturę i działanie czynników korozyjnych
Spawalność
Inconel 600 charakteryzuje się dobrą spawalnością, porównywalną do austenitycznych stali nierdzewnych. Stop nie jest utwardzalny wydzieleniowo, więc nie występuje ryzyko pęknięć związanych z utwardzaniem starzeniowym w strefie wpływu ciepła.
Przy spawaniu istotne jest dokładne oczyszczenie powierzchni z tlenków, smarów i innych zanieczyszczeń, ponieważ zanieczyszczenie siarką może prowadzić do kruchości międzykrystalicznej. Zaleca się stosowanie spoiwa dopasowanego składem do materiału rodzimego (np. typu NiCr-3).
Elementy o dużych ograniczeniach spawalniczych wymagają kontroli naprężeń własnych, ponieważ stop ma niższą przewodność cieplną niż stal węglowa i wolniej odprowadza ciepło ze strefy spawania.
Obróbka skrawaniem
Inconel 600 obrabia się trudniej niż typowe stale nierdzewne. Przyczyną jest silne umacnianie zgniotowe podczas skrawania, niska przewodność cieplna powodująca kumulację ciepła w strefie skrawania oraz tendencja materiału do sczepiania się z ostrzem narzędzia.
Wymagania dotyczące obróbki:
- sztywne mocowanie przedmiotu i narzędzia
- ostre narzędzia z dodatnim kątem natarcia
- niskie prędkości skrawania i stosunkowo duży posuw, aby uniknąć ślizgania narzędzia po powierzchni
- obfite i ciągłe chłodzenie, bez przerywania kontaktu chłodziwa z materiałem
- narzędzia z węglików spiekanych, przy większych twardościach — narzędzia ceramiczne lub CBN
Obróbka cieplna
Inconel 600 nie jest stopem utwardzalnym wydzieleniowo — jego właściwości mechaniczne kształtuje się wyłącznie przez zgniot na zimno.
Wyżarzanie zmiękczające: ok. 920–1000 °C
Przesycanie: ok. 1080–1150 °C
Chłodzenie po obróbce cieplnej prowadzi się w powietrzu, gazie obojętnym lub wodzie, w zależności od wymaganej struktury, wymiarów elementu i przewidzianego zastosowania.
Odporność korozyjna i żaroodporność
Wysoka zawartość niklu zapewnia odporność na korozję naprężeniową w środowisku zawierającym jony chlorkowe, a dodatek chromu — odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze oraz na działanie związków siarki w warunkach utleniających.
Stop dobrze znosi kontakt z suchym chlorem i chlorowodorem, natomiast w środowiskach zawierających związki siarki w warunkach redukujących jego odporność jest wyraźnie ograniczona — nie jest to wtedy materiał optymalny.