Inconel 601 2.4851
Inconel 601 (NiCr23Fe) to nadstop niklowo-chromowo-żelazowy z dodatkiem aluminium, przeznaczony do pracy w bardzo wysokich temperaturach oraz w środowiskach silnie utleniających. Dodatek aluminium tworzy na powierzchni ochronną warstwę tlenkową, dzięki czemu stop wykazuje wyjątkową odporność na utlenianie w warunkach ciągłych do ok. 1200°C. Cechuje się dobrą odpornością na korozję naprężeniową oraz wysoką wytrzymałością mechaniczną w podwyższonych temperaturach.
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. | 2.4851 |
| ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego. | 2.4851 |
| DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji. | 2.4851 |
| PNOznaczenie polskie — to zwykle jest na rysunku i w rozmowie na hali. | 2.4851≈ odpowiednik przybliżony |
| UNSUjednolicony numer amerykański (ASTM/SAE), np. S30400 dla stali 304 — spotykany w normach ASTM i atestach hutniczych. | N06601 |
| Nazwa handlowaJak stal nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie. | Inconel 601 / Alloy 601 |
≈ Zbliżony gatunek, nie ten sam. Do zamiany w produkcji wymaga sprawdzenia w karcie materiałowej.
Właściwości
| Właściwość | Symbol | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Gęstość | ρ | 8050 kg/m³ | EN 10095:1999 |
| Granica plastyczności | Re | 205 MPa | EN 10095:1999 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Rm | 550 MPa | EN 10095:1999 |
| Moduł Younga | E | 207 GPa | EN 10095:1999 |
| Liczba Poissona | ν | 0,29 | EN 10095:1999 |
| Twardość Brinella | HB | 220 HB | EN 10095:1999 |
| Rozszerzalność cieplna | α | 14,5 10⁻⁶/K | EN 10095:1999 |
| Przewodność cieplna | λ | 11,3 W/(m·K) | EN 10095:1999 |
| Ciepło właściwe | c | 472 J/(kg·K) | EN 10095:1999 |
| Temperatura topnienia | Tm | 1330 °C | EN 10095:1999 |
| Maksymalna temperatura pracy | Tmax | 1200 °C | EN 10095:1999 |
| Rezystywność | ϱ | 1,22 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
- 58,00–63,00 %
- Cr
- 21,00–25,00 %
- Al
- 1,00–1,70 %
- C
- 0,03–0,10 %
- Mn
- maks. 1,00 %
- Cu
- maks. 0,50 %
- Si
- maks. 0,50 %
- S
- maks. 0,015 %
- Fe
- maks. 18,00 %
- Ti
- maks. 0,50 %
- P
- maks. 0,02 %
- B
- maks. 0,006 %
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. | 1100–1200 °C | woda / powietrze | 0–220 HB |
| Wyżarzanie odprężającePo obróbce zgrubnej, przed wykańczającą — zdejmuje naprężenia, które inaczej wyjdą przy hartowaniu. | 970–990 °C | powietrze | 0–220 HBdla elementów narażonych na pękanie relaksacyjne w zakresie 600–650°C |
| 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. | — | — | 0–220 HB |
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
Piece przemysłowe i obróbka cieplna
mufle piecowe, ruszty, kosze i osprzęt piecowy, kotwy ogniotrwałe, pręty do wyżarzania, rury grzewcze promiennikowe, taśmy druciane w piecach przemysłowych
Przemysł petrochemiczny i chemiczny
linie technologiczne pracujące w wysokiej temperaturze, urządzenia do kontroli zanieczyszczeń, instalacje narażone na nawęglanie i utlenianie w podwyższonych temperaturach
Energetyka
elementy instalacji energetycznych pracujące pod obciążeniem w podwyższonej temperaturze, komponenty wymagające dobrej odporności na pełzanie powyżej 500 °C
Lotnictwo i turbiny gazowe
elementy komór spalania, złącza kompensacyjne, palniki gazowe dużej mocy, elementy układów wydechowych silników
Osprzęt pomiarowy i grzewczy
osłony termopar, elementy grzewcze, komponenty narażone na cykliczne nagrzewanie i chłodzenie w atmosferze utleniającej
Odporność na utlenianie i korozję wysokotemperaturową
Dodatek aluminium do składu stopu (obok wysokiej zawartości chromu) zapewnia Inconelowi 601 wyjątkową odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze, utrzymującą się nawet do ok. 1150–1180 °C, także w warunkach cyklicznego nagrzewania i chłodzenia. Na powierzchni tworzy się gęsta, dobrze przywierająca warstwa tlenkowa odporna na odpryskiwanie.
Kontrolowana zawartość węgla i wielkość ziarna zapewniają stopowi dobrą odporność na korozję naprężeniową, a wysoka zawartość niklu i chromu — dobrą odporność na korozję w środowiskach wodnych oraz na działanie warunków nawęglających.
Wytrzymałość w podwyższonej temperaturze
Inconel 601 wykazuje dobrą wytrzymałość na pełzanie, dzięki czemu jest zalecany do pracy w temperaturach powyżej 500 °C. Stop nie jest utwardzalny wydzieleniowo — jego właściwości mechaniczne uzyskuje się przez zgniot na zimno lub stosuje w stanie przesyconym.
W bardzo wysokiej temperaturze (powyżej ok. 1000 °C) materiał zachowuje odporność na utlenianie, ale nie przenosi już dużych obciążeń mechanicznych.
Spawalność
Inconel 601 charakteryzuje się dobrą spawalnością, podobnie jak inne stopy niklowo-chromowe. Zaleca się stosowanie dedykowanych materiałów dodatkowych (np. spoiwo INCONEL 601 lub INCONEL 117), a przy spawaniu z materiałami niepodobnymi — spoiw typu INCO-WELD A.
Podobnie jak w przypadku innych stopów niklu, istotna jest kontrola ciepła liniowego oraz czystość powierzchni przed spawaniem, aby uniknąć pęknięć gorących i segregacji składników stopowych.
Obróbka skrawaniem i plastyczna
Stop dobrze poddaje się obróbce plastycznej na gorąco i na zimno. Obróbka skrawaniem jest trudniejsza niż w przypadku stali konstrukcyjnych ze względu na silne umacnianie zgniotowe i niską przewodność cieplną — wymaga sztywnego mocowania, ostrych narzędzi i obfitego chłodzenia, podobnie jak w przypadku Inconelu 600.