Guide de référence technique Inconel 713C
Guide de référence technique Inconel 713C
L'Inconel 713C est un superalliage de chrome à durcissement par précipitation-nickel-conçu pour une résistance à haute température-, d'excellentes propriétés de fatigue thermique et une résistance exceptionnelle à la rupture par fluage jusqu'à 1 800 degrés F (980 degrés). En raison de sa capacité à maintenir l’intégrité structurelle même dans des environnements extrêmes, il est largement utilisé dans les applications de turbines à gaz aérospatiales et industrielles, en particulier pour la fabrication d’aubes de turbine et d’aubes directrices.
Quelle est la composition de l’alliage 713 ?
Le 713 est un alliage d'aluminium moulé dont la composition comprend 0,25 % de silicium, 0,35 % de chrome, 0,15 % de nickel, 1,1 % de fer, 0,4 % à 1 % de cuivre, 0,2 % à 0,5 % de magnésium, 0,25 % de titane, 7 % à 8 % de zinc et 0,6 % de manganèse.. 713 est couramment utilisé dans la fabrication de composants nécessitant une résistance et une ductilité élevées dans divers applications industrielles.
1. Aperçu des matériaux de l'alliage 713
| Paramètre | Description |
|---|---|
| Matériel | Inconel 713C (superalliage à base de nickel coulé-) |
| Numéro UNS | UNS N07713 |
| Équivalent chinois | K413 |
| Type de matériau | Alliage moulé(Casting d'investissement uniquement) |
| Mécanisme de renforcement | ′ précipitations(Ni₃(Al,Ti)) |
| Formulaire de produit | Moulages de précision uniquement(NON disponible en barre forgée) |
| Applications typiques | Aubes de turbine coulées, aubes directrices, anneaux de buses, roues de turbocompresseur, pièces moulées de précision à haute-température |
| Température de service maximale | ~950 degrés (1742 degrés F) |
2. Composition chimique de l'alliage inconel 713C (% en poids)
| Élément | Contenu (%) | Exigence standard | Fonction |
|---|---|---|---|
| Nickel (Ni) | Solde (~70-75) | Équilibre | Élément matriciel ; offre une stabilité à haute-température |
| Chrome (Cr) | 11.0 – 14.0 | 11.0 – 14.0 | Résistance à l'oxydation et à la corrosion |
| Aluminium (Al) | 5.5 – 6.5 | 5.5 – 6.5 | Primaire ′ ancien– forme Ni₃(Al,Ti) |
| Molybdène (Mo) | 3.5 – 5.0 | 3.5 – 5.0 | Renforcement de solutions-solides ; résistance au fluage |
| Niobium (Nb) | 1.5 – 2.5 | 1.5 – 2.5 | Renforcement supplémentaire |
| Titane (Ti) | 0.4 – 1.0 | 0.4 – 1.0 | ′ renforcement (Ni₃(Al,Ti)) |
| Fer (Fe) | Inférieur ou égal à 2,0 | Inférieur ou égal à 2,0 | Élément résiduel |
| Cobalt (Co) | Inférieur ou égal à 1,0 | Inférieur ou égal à 1,0 | Élément résiduel |
| Carbone (C) | 0.05 – 0.15 | 0.05 – 0.15 | Carbure ancien ; résistance aux joints de grains |
| Bore (B) | 0.005 – 0.015 | 0.005 – 0.015 | Renforceur des limites des grains |
| Zirconium (Zr) | 0.05 – 0.15 | 0.05 – 0.15 | Renforceur des limites des grains |
| Manganèse (Mn) | Inférieur ou égal à 0,20 | Inférieur ou égal à 0,20 | Désoxydant |
| Silicium (Si) | Inférieur ou égal à 0,50 | Inférieur ou égal à 0,50 | Désoxydant |
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3. Propriétés mécaniques à température ambiante de l'alliage Inconel 713C
| Propriété | Valeur typique | Norme d'essai |
|---|---|---|
| Résistance à la traction, ultime | ~830 – 950 MPa(120-138 ksi) | ASTM E8/ASTM E21 |
| Résistance à la traction, rendement (décalage de 0,2 %) | ~650 – 760 MPa(94-110 ksi) | ASTM E8/ASTM E21 |
| Allongement à la rupture | 2 – 5%(faible ductilité) | ASTM E8/ASTM E21 |
| Réduction de la superficie | 2 – 5% | ASTM E8 |
| Dureté (Rockwell C) | 35 – 40 HRC | ASTM E18 |
| Dureté (Brinell) | 330 – 380 HBW | ASTM E10 |
| Module d'élasticité | ~205 GPa(29,7 × 10⁶ psi) | ASTM E111 |
| Coefficient de Poisson | 0.30 – 0.31 | – |
| Densité | 7,91 g/cm³ | – |
4. Propriétés mécaniques à haute-température de l'alliage Inconel 713C
| Température (degré) | Température (degré F) | Résistance à la traction (MPa) | Limite d'élasticité (MPa) | Allongement (%) |
|---|---|---|---|---|
| 20 (température ambiante) | 68 | 830 – 950 | 650 – 760 | 2 – 5 |
| 300 | 572 | ~850 | ~700 | ~4 |
| 400 | 752 | ~840 | ~690 | ~4 |
| 500 | 932 | ~830 | ~680 | ~5 |
| 600 | 1112 | ~810 | ~660 | ~6 |
| 650 | 1202 | ~790 | ~640 | ~6 |
| 700 | 1292 | ~770 | ~600 | ~7 |
| 750 | 1382 | ~730 | ~560 | ~8 |
| 800 | 1472 | ~680 | ~500 | ~8 |
| 850 | 1562 | ~600 | ~450 | ~9 |
| 900 | 1652 | ~500 | ~400 | ~10 |
| 950 | 1742 | ~400 | ~350 | ~10 |
| 1000 | 1832 | ~300 | ~250 | ~12 |
5. Propriétés physiques de l'alliage Inconel 713C
| Propriété | Valeur | Importance |
|---|---|---|
| Densité | 7,91 g/cm³(0,286 lb/po³) | Calcul du poids |
| Plage de fusion | 1260 – 1315 degrés (2300-2400 degrés F) | Plage de température de coulée |
| Conductivité thermique (20 degrés) | 11.2 W/m·K | Dissipation thermique |
| Conductivité thermique (500 degrés) | ~15.0 W/m·K | Performances à haute-température |
| Coefficient de dilatation thermique (20-100 degrés) | 12,0 × 10⁻⁶/degré | Compatibilité des raccords |
| Coefficient de dilatation thermique (20-800 degrés) | ~14,0 × 10⁻⁶/degré | Conception-haute température |
| Chaleur spécifique (20 degrés) | 450 J/kg·K | Capacité thermique |
| Chaleur spécifique (800 degrés) | ~550 J/kg·K | Capacité thermique à haute-température |
| Module d'élasticité (20 degrés) | ~205 GPa (29,7 × 10⁶ psi) | Rigidité |
| Module d'élasticité (800 degrés) | ~160 GPa (23,2 × 10⁶ psi) | Raideur à chaud |
| Résistivité électrique | 1.30 µΩ·m | – |
| Propriétés magnétiques | Non-magnétique | – |
6. Comparaison de l'alliage Inconel 713C avec d'autres superalliages coulés
| Propriété | Inconel 713C | EN-100 | Mars-M-247 | CMSX-4 (monocristal) |
|---|---|---|---|---|
| Taper | Casting équiaxé | Casting équiaxé | Casting équiaxé | Monocristal |
| Température maximale | ~950 degrés | ~1000 degrés | ~1050 degrés | ~1100 degrés |
| UTS (RT) | 830-950 MPa | ~900 MPa | ~900 MPa | ~950MPa |
| YS (RT) | 650-760 MPa | ~800 MPa | ~800 MPa | ~900 MPa |
| Élongation | 2-5% | 2-5% | 2-5% | 2-5% |
| Densité | 7.91 | 7.89 | 8.05 | 8.10 |
| Coût | Haut | Très élevé | Très élevé | Extrêmement élevé |
7. Traitement thermique des pièces moulées en alliage Inconel 713C
| Étape | Traitement | Température | Temps | Refroidissement | But |
|---|---|---|---|---|---|
| 1. Traitement en solution | Solution partielle | ~1120 degrés | 4-8 heures | Air frais | Dissoudre les carbures |
| 2. Vieillissement | Précipitation | ~950 degrés | 4-16 heures | Air frais | Grossir ' |
| 3. Vieillissement secondaire | Facultatif | ~870 degrés | 4-8 heures | Air frais | Stabiliser' |
8. Applications de moulage typiques de l'alliage Inconel 713C
| Industrie | Application | Température de fonctionnement | Exigences clés |
|---|---|---|---|
| Aérospatial | Aubes de turbine, aubes directrices | 800-950 degrés | Résistance au fluage, fatigue thermique |
| Aérospatial | Bagues de buses, boîtiers de diffuseur | 700-900 degrés | Résistance à haute-température |
| Turbines à gaz industrielles | Aubes de turbine coulées | 800-950 degrés | Résistance au fluage |
| Automobile | Roues de turbocompresseur | 700-900 degrés | Résistance à haute-température |
| Production d'énergie | Composants de petites turbines | 700-900 degrés | Stabilité thermique |
| Moteurs de fusée | Composants moulés | 800-1000 degrés | Capacité à haute-température |
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FAQ
Q : Puis-je obtenir de l'Inconel 713C sous forme de « tuyau » pour un réacteur chimique ?
A:Les tuyaux standards 713C n’existent pas car le matériau est trop dur à rouler. Si vous avez besoin d'une forme creuse pour une chaleur de contrainte élevée-, elle doit êtreconvertir-à-la taille. Si le stress est faible,Tuyaux Inconel 600sont le choix standard et beaucoup plus rentable-.
Q : Quel alliage est le meilleur pour la résistance à la « pourriture verte » ?
A:Les deux sont excellents, mais l'Inconel 600 est spécialement conçu pour une résistance supérieure à l'oxydation et à la carbonisation dans les atmosphères des fours.
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