标题：镍基高温合金：Inconel 718的特性

　　Inconel 718 - 镍基高温合金的特点是什么？ - 定义

　　Inconel 718 镍基高温合金具有高强度和耐高温性。它还具有明显的耐腐蚀性和抗氧化性。

　　高温合金 - 铬镍铁合金 - 涡轮叶片高温合金或高性能合金是具有优异强度和高温表面稳定性的有色合金。它们可以在高熔点下安全运行(高达) 85% 的熔点 (T m )，以开尔文度数表示0.85)是它们的关键特征。高温合金通常高于 540 °C (1000 °F) 由于普通钢和钛合金在这些温度下失去了强度，在这种温度下，钢也经常被腐蚀。在高温下，高温合金保持机械强度、热蠕变变形、表面稳定性、耐腐蚀一些镍基高温合金可以承受超过 1200°C 温度取决于合金的成分。虽然晶界可以提供强度，但高温合金通常以单晶形式铸造，但它们可以降低抗蠕变性。

　　镍基高温合金

　　目前，镍基高温合金占先进飞机发动机的重量 50% 以上。镍基高温合金包括固溶强化合金和及时硬化合金。奥氏体是时效硬化合金 (fcc) 基体组成分散在基体中 Ni 3的相干沉淀(Al,Ti) 金属间化合物 fcc 结构。镍基超合金是以镍为主要合金元素的合金。镍基超合金优先用作叶片材料，而不是钴或铁基超合金。镍基高温合金具有高强度、抗蠕变性和耐腐蚀性。涡轮叶片通常以定向凝固或单晶形式铸造。涡轮级第一排主要采用单晶叶片。

　　它们最初是为飞机活塞发动机涡轮增压器开发的。如今，最常见的应用是飞机涡轮部件，它必须在合理的时间内承受严重的氧化环境和高温。目前的应用包括：

　　飞机燃气轮机

　　汽轮机发电厂

　　医疗应用

　　航天器和火箭发动机

　　热处理设备

　　核电厂

　　镍是高温合金的基本要素，高温合金是一组用于喷气发动机的镍、铁镍和钴合金。这些金属具有优空航天结构材料的温度下，这些金属具有优异的抗热蠕变变形能力，保持其刚度、强度、韧性和尺寸稳定性。

　　铬镍铁合金 718

　　一般来说，Inconel是 Special Metals 高温合金家族奥氏体镍铬基注册商标。Inconel 718是一种高强度、耐高温的镍基高温合金。它还表现出明显的耐腐蚀性和抗氧化性。Inconel 这取决于合金。Inconel 718 由 55% 的镍、21% 的铬、6% 铁由少量锰、碳和铜组成。

　　航空航天等高科技产业常用高温合金。该高温合金结合耐腐蚀性和极高温材料强度，在核工业中表现良好。一些核电站使用镍基高温合金作为反应堆芯、控制棒和类似部件。在核工业中，特别是低钴高温合金(因为钴可能被激活) 59）。核燃料部件的一些结构部件，如顶部和底部喷嘴，可由铬镍铁合金等超合金制成。间隔网格通常由低吸收热中子截面的耐腐蚀材料制成，通常是锆合金(~ 0.18 × 10 –24厘米2)。第一个和最后一个间隔网格也可以由低钴铬镍铁合金制成，非常适合在极端压力和热环境

　　热蠕变

　　蠕变，又称冷流，是在恒定载荷或应力下随时间增加的永久变形。在长期加热的材料中，由于长期暴露在较大的外部机械应力下而引起的屈服极限更为严重。变形率是材料特性、暴露时间、暴露温度和施加结构载荷的函数。如果我们在高温下使用材料，蠕变是一个非常重要的现象。蠕变在电力行业非常重要，在喷气发动机的设计中最重要。破裂时间是许多相对较短的蠕变(如军用飞机中的涡轮叶片)的主要设计考虑因素。当然，蠕变试验必须进行到故障点才能确定；这些被称为蠕变断裂试验。

　　材料的抗蠕变性受扩散率、沉淀物和晶粒尺寸的影响。一般来说，防止金属蠕变的一般方法有三种。一种方法是使用熔点较高的金属，第二种方法是使用颗粒尺寸较大的材料，第三种方法是使用合金化。身心立方体 (BCC) 金属在高温下抗蠕变性差。因此，基于 Co、Ni 和 Fe 超合金(通常是面心立方奥氏体合金)可设计成高抗蠕变性，因此已成为高温环境中的理想材料。

　　应力腐蚀开裂

　　应力腐蚀开裂是核工业中最严重的冶金问题之一(SCC)。应力腐蚀开裂是拉应力与腐蚀环境共同作用的结果，两者都是必要的。SCC晶间腐蚀发生在拉应力的作用下。低合金钢不易受高合金钢的影响，但在含氯离子的水中容易发生 SCC。但镍基合金不受氯离子或氢氧根离子的影响。铬镍铁合金是耐应力腐蚀开裂的镍基合金的一个例子。

　　高温合金的特点 – Inconel 718

　　材料属性是密集属性，这意味着它们与质量无关，可能随时因地而异。材料科学的基础涉及研究材料的结构，并将其与其特性（机械、电气等）联系起来。一旦材料科学家了解了这种结构性能的相关性，他们就可以继续研究材料在给定应用中的相对性能。化学元素的组成和最终形式的加工是材料结构及其性质的主要决定因素。

　　高温合金的机械性能 – Inconel 718

　　由于其理想的机械特性组合，材料通常用于各种应用。工程师必须考虑结构应用中的材料特性。

　　高温合金的强度 – Inconel 718

　　在材料力学中，材料的强度是承受外部载荷而不失效或塑性变形的能力。材料的强度基本上考虑了外部载荷与材料尺寸变形或变化的关系。材料的强度是承受施加载荷而不失效或塑性变形的能力。

　　极限抗拉强度

　　高温合金极限抗拉强度——Inconel 718 这取决于热处理过程，但大约是 1200 MPa。

　　极限抗拉强度是工程应力-应变曲线上的最大值。这对应于张力结构支撑的最大应力。极限抗拉强度通常称为抗拉强度，甚至称为极限。施加并保持这种应力会导致断裂。通常，该值明显高于屈服应力（高于某些类型的金属） 50% 到 60%)。当韧性材料达到极限强度时，会在横截面积局部减小的地方收缩。应力-应变曲线不包括高于极限强度的应力。在达到极限强度后，应力通常会减小，即使变形可以继续增加。因此，它的价值不取决于样品的大小。然而，它取决于其他因素，如制备标本来测试环境和材料的温度。铝的极限抗拉强度 50 MPa 高达超高强度钢 3000 MPa 不等。

　　屈服强度

　　高温合金的屈服强度——Inconel 718 这取决于热处理过程，但大约是 1030 MPa。

　　屈服点是指应力-应变曲线上的弹性行为极限和塑性行为的开始点。屈服强度或屈服应力是定义为材料开始塑性变形的材料特性，屈服点是非线性（弹性） 塑性)变形的起点。材料在去除应力时会弹性变形并恢复其原始形状。一旦超过屈服点，部分变形将是永久和不可逆转的。一些钢和其他材料表现出一种叫做屈服点的行为。低强度铝屈服强度 35 MPa 超高强度钢大于 1400 MPa 不等。

　　杨氏弹性模量

　　杨氏弹性模量高温合金 - Inconel 718 为 200 GPa。

　　杨氏弹性模量通常通过拉伸试验来评估单轴变形的线性弹性状态。当达到极限应力时，物体将能够在移除负载时恢复其尺寸。应力导致晶体中的原子从其平衡位置移动。所有原子的位移相同，但仍保持相对几何形状。当应力消除时，所有原子都回到原来的位置，不会永久变形。根据胡克定律，应力与应变成正比（在弹性区域），斜率为杨模量. 除应变外，杨氏模量等于纵向应力。

　　高温合金的硬度 – Inconel 718

　　布氏硬度高温合金 – Inconel 718 这取决于热处理过程，但大约是 330 MPa。

　　在材料科学中，硬度是承受表面压痕(局部塑性变形)和划痕的能力。硬度可能是定义最不明确的材料特性，因为它可能表示抗划伤、耐磨、耐压痕迹，甚至抗成型或局部塑性变形。硬度很重要，因为摩擦或蒸汽、油和水的耐磨性通常会随着硬度的增加而增加。

　　布氏硬度试验是用于硬度试验的压痕硬度试验之一。在布氏测试中，在特定载荷下，将硬球压头压入待测金属表面。典型的测试直径为 10 毫米（0.39 英寸）的 硬化钢球作为压头，力为 3,000 千克力（29.42 千牛；6,614 磅)。负载在指定时间(10 到 30 秒间)保持恒定。对于较软的材料，使用较小的力；对于较硬的材料，用碳化钨球代替钢球。

　　用布氏硬度值量化材料的硬度- HB表示。布氏硬度值试标准是布氏硬度值（ASTM E10-14[2] 和 ISO 6506–1:2005）指定为 HBW（H 来自硬度，B 布氏硬度，W 钨(钨)碳化物来自压头材料。在以前的标准中，HB 或 HBS 用于测量而不是钢压头。

　　布氏硬度值(HB) 是负载除以压痕的表面积。印模直径用叠加刻度的显微镜测量。以下公式计算布氏硬度值：

　　常用的测试方法有很多种(如布氏、努氏、维氏和洛氏)。可用表格与不同测试方法的硬度值有关，适用于相关性。高硬度值代表硬金属度值代表硬金属。

　　高温合金的热性能 – Inconel 718

　　材料的热性能 指材料对其 温度变化与热应用的反应。当固体以热的形式吸收能量时，其温度和尺寸就会升高。但是不同的材料对加热有不同的反应。

　　热容量、热膨胀和热导率是固体实际使用的关键属性。

　　高温合金熔点 – Inconel 718

　　高温合金熔点——Inconel 718 钢的熔点约为 1400°C。

　　通常， 熔化 是 从固相到液相的物质 熔点 这种相变相变的温度 还定义了固体和液体平衡的条件。

　　热导率高温合金 - Inconel 718

　　高温合金 - Inconel 718 的热导率为 6.5 W/(mK)。

　　固体材料的传热特性称为 热导率k（或 λ）单位为属性测量 W/mK。它通过测量物质 通过材料传递热量的能力。请注意， 傅立叶定律 适用于所有物质，无论其状态如何(固体、液体或气体)，也适用于液体和气体。(本文转载)

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