Alloy 718 è la lega di nichel che mantiene un’elevata resistenza alle alte temperature. Questa resistenza deriva dal trattamento termico, non dalla sola pressa: una solubilizzazione seguita da un ciclo di invecchiamento controllato precipita particelle fini in tutto il metallo, e tali particelle bloccano il movimento che altrimenti farebbe deformare il pezzo. Nello stato invecchiato raggiunge circa 830–1000 N/mm² di carico di snervamento e 32–40 HRC, con una resistenza alla corrosione che tiene in acqua di mare.
Longrui Forging forgia, esegue trattamento di solubilizzazione e invecchiamento di Alloy 718 internamente, nella contea di Yunhe, Zhejiang, Cina: corpi valvola e coperchi valvola, flange, mozzi e componenti personalizzati, da 5 kg a 520 kg per pezzo, sulla pressa multidirezionale da 6.000 T. Forgiatura secondo ASTM B564.
Che cos’è Alloy 718
La designazione si scrive Alloy 718, UNS N07718 (Werkstoff 2.4668). Inconel 718 è il marchio di Special Metals per questa lega, perciò qui disegni, registri dei trattamenti termici e certificati riportano il nome della lega e quello UNS, non il marchio di un produttore.
| Elemento | Composizione tipica (%) |
|---|---|
| Nichel | 50,0 – 55,0 |
| Cromo | 17,0 – 21,0 |
| Niobio + tantalio | 4,70 – 5,50 |
| Molibdeno | 2,80 – 3,30 |
| Titanio | 0,65 – 1,15 |
| Alluminio | 0,20 – 0,80 |
| Ferro | Resto |
Un po’ di contesto che spiega perché questa lega continui a essere richiesta: la 718 è stata sviluppata per le centrali a vapore, poi è stata adottata dal settore aerospaziale per la sua resistenza all’ossidazione alle alte temperature, e oggi è la lega più diffusamente specificata della famiglia del nichel, anche nel settore petrolio e gas. È praticamente non magnetica e il suo intervallo di fusione è di circa 1260–1340 °C.
Come la 718 acquista la sua resistenza
Tre aggiunte di lega fanno il lavoro: niobio, titanio e alluminio. Durante la solubilizzazione si dissolvono nella matrice di nichel e, durante il ciclo di invecchiamento che segue, riemergono come precipitati finissimi, dispersi in tutto il metallo. I precipitati bloccano le strutture microstrutturali che altrimenti scorrerebbero sotto carico, ed è questo che trasforma una lega di nichel moderatamente resistente in una lega ad alta resistenza.
Due conseguenze per l’acquirente:
- Il trattamento termico fa parte della specifica. La 718 viene offerta in diversi livelli di resistenza a seconda di quanto si spinge l’invecchiamento, perciò il disegno o la specifica di acquisto devono indicare lo stato. Lavoriamo al livello richiesto dalla specifica e registriamo il ciclo.
- La resistenza ha un tetto, e non è il limite di ossidazione. La maggior parte della resistenza meccanica si mantiene fino a circa 650 °C; al di sopra, la lega viene scelta per la resistenza all’ossidazione più che per la resistenza meccanica, e lo scorrimento viscoso diventa il caso di progetto. Le schede tecniche riportano valori più alti per esposizioni di breve durata, quindi vale la pena indicare la temperatura di esercizio e il codice di progettazione invece di scegliere il numero più alto di una tabella.
Che cosa richiede la 718 in fucina
Come le altre leghe al nichel, il 718 mantiene gran parte della sua resistenza a caldo, quindi la pressa lavora più duramente e la finestra di temperatura utilizzabile è più stretta rispetto all’acciaio al carbonio o inossidabile. Inoltre, questa qualità prevede una fase ulteriore dopo la forgiatura: trattamento di solubilizzazione, poi invecchiamento.
Su un lavoro in 718 manteniamo la billetta all’interno della finestra consentita dalla qualità, con la temperatura monitorata anziché stimata, quindi sottoponiamo il pezzo a solubilizzazione e invecchiamento fino al livello di resistenza indicato dalla specifica, registrando il ciclo in modo che il certificato possa dimostrarlo. I controlli coprono analisi chimica, proprietà a trazione, resilienza a bassa temperatura, durezza e ispezione ultrasonica, tutti eseguiti in sito; ciò che ogni fase lascia dietro di sé è indicato nella pagina del controllo qualità.
Lavorazione meccanica e saldatura dell’Inconel 718
La lavorazione meccanica è l’ambito in cui i clienti chiedono più spesso consigli, perché il 718 è un materiale difficile da tagliare:
- Si incrudisce durante il taglio, quindi le forze di taglio aumentano e l’utensile deve essere avanzato anziché strofinato.
- La sua conducibilità termica è bassa, il che intrappola il calore sulla punta dell’utensile invece di portarlo nel truciolo.
- I precipitati che conferiscono resistenza alla lega sono abrasivi, quindi l’usura dell’utensile è rapida e velocità e avanzamenti sono impostati in modo conservativo.
Due punti pratici che trasmettiamo: il 718 si lavora più facilmente allo stato solubilizzato e offre una finitura superficiale migliore allo stato invecchiato, motivo per cui i pezzi complessi vengono spesso sgrossati prima dell’invecchiamento e finiti dopo. La saldatura è semplice rispetto alla lavorazione meccanica, normalmente con un metallo d’apporto corrispondente.
La lega 718 nel settore petrolifero e del gas
La combinazione che mette il 718 sui disegni di testa pozzo e fondo pozzo è l’elevata resistenza unita alla resistenza alla corrosione sotto tensione in servizio acido e con cloruri. Le specifiche che lo accompagnano:
- API 6A e API 6A CRA per apparecchiature di testa pozzo e albero di produzione
- NACE MR0175 / ISO 15156-3, che stabilisce i requisiti di materiale e durezza per il servizio con acido solfidrico
- AMS 5662 e AMS 5663 quando il pezzo è destinato al settore aerospaziale: 5662 copre lo stato solubilizzato, 5663 lo stesso pezzo dopo l’invecchiamento
Quando alla condizione è associato un limite di durezza, lavoriamo entro tale limite e lo confermiamo sul certificato di collaudo.
Cosa forgiamo in 718
| Parte | Intervallo | Forniti come |
|---|---|---|
| Corpi valvola e coperchi per valvole a sfera | da 1/2″ a 12″, Class 150 a 2500 | Forgiati, solubilizzati e invecchiati |
| Flange e parti ad anello | A disegno | Come sopra |
| Mozzi, boccole, forme personalizzate | A disegno, fino a 520 kg | Grezzi di forgiatura, lavorati meccanicamente di sgrossatura o finitura |
L’inviluppo di lavorazione meccanica è Ø600 × 1000 mm. La gamma di peso sulla pressa va da 5 kg fino a 520 kg per pezzo.
Se stai scegliendo tra le due qualità ad alto contenuto di nichel, la differenza è breve: il 625 ha il contenuto di lega più elevato e la migliore resistenza alla corrosione, il 718 ha la resistenza più elevata e il costo inferiore. Il confronto è presentato nella pagina della lega 625. Dove il servizio è con acido umido anziché con cloruri caldi, la lega 825 copre il servizio a costi inferiori.
Norme, documenti e collaudo
I pezzi 718 vengono fucinati secondo ASTM B564, la specifica di fucinatura per leghe di nichel, e partono con un certificato riportante il numero di colata. Dove un progetto richiede collaudo con testimone, è possibile organizzare un 3.2 con controfirma esterna, offerto come voce separata anziché incluso nel prezzo del pezzo. Gli ordini aerospaziali e del petrolio e gas spesso indicano anche specifiche AMS o API, e il materiale grezzo arriva con il suo certificato di fabbrica. Ogni pezzo finito viene verificato per identità con uno spettrometro XRF portatile prima dell’imballaggio.
Acquistare pezzi fucinati in Inconel 718: cosa controllare
A un fornitore di pezzi fucinati in Inconel 718 viene chiesto di garantire due cose contemporaneamente, ed entrambe sono registrate anziché dichiarate: la lega e il trattamento termico che la trasforma in un pezzo ad alta resistenza. Quattro controlli risolvono la maggior parte della questione.
- Tracciabilità della colata dall’inizio alla fine. Il numero di colata sul certificato di fabbrica deve seguire il pezzo attraverso taglio, fucinatura, trattamento termico e lavorazione meccanica fino alla spedizione, così che la chimica sul certificato appartenga al pezzo nella cassa.
- Il ciclo di invecchiamento, indicato sul certificato. La resistenza nel 718 deriva dal trattamento di solubilizzazione e dall’invecchiamento che segue, non dalla sola pressa. Se la condizione non è indicata e registrata, il livello di resistenza del pezzo non è noto.
- La norma di fucinatura e l’ambito delle prove. ASTM B564 è la specifica di fucinatura. L’ispezione a ultrasuoni, le prove di trazione e durezza sul pezzo stesso e le prove di resilienza, dove il servizio le richiede, sono ciò che una specifica di acquisto di solito indica.
- Un controllo di identità prima della spedizione. Una lettura XRF con strumento portatile eseguita sul pezzo finito, confrontata con il numero di colata, chiude il cerchio tra ciò che è stato ordinato e ciò che viene spedito.
Dove la fucinatura si ripaga da sola
Questa è la qualità in cui la fucinatura rende di più. Il 718 costa più al chilo rispetto agli acciai vicini, e i meccanici lo considerano tra i peggiori da tagliare, quindi arrivare a forma quasi finita, e sbozzato prima dell’invecchiamento, toglie costo dall’operazione più costosa dell’officina. Poiché la fucinatura, il trattamento di solubilizzazione, l’invecchiamento e la finitura vengono eseguiti tutti qui, il record della colata, il risultato di durezza e le dimensioni lavorate appartengono a un unico ordine e a un unico numero di colata, invece di passare tra fornitori. Le presse vanno da 2.000 a 6.000 tonnellate, con pezzi da 5 kg a 520 kg.
Approfondimenti
- Forgiature in duplex, acciaio inox e acciai speciali
- Forgiati in acciaio Grade 91 (ASTM A182 F91)
- Certificati di collaudo dei materiali
Domande frequenti
Potete fucinare corpi valvola in Alloy 718?
Sì. I pezzi fucinati per corpo e coperchio in 718 sono lavoro di routine qui, e poiché il ciclo di invecchiamento è registrato, i risultati di durezza e meccanici accompagnano i pezzi.
Quale resistenza raggiunge l’Alloy 718?
Nella condizione invecchiata, tipicamente da 830 a 1.000 N/mm² di carico di snervamento, con resistenza alla trazione superiore a 1.000 N/mm² e durezza da 32 a 40 HRC, a seconda del ciclo di invecchiamento e della dimensione della sezione. La condizione deve essere indicata sul disegno o sulla specifica di acquisto.
L’Alloy 718 è adatto al servizio acido?
È uno dei gradi utilizzati per il servizio con idrogeno solforato, e NACE MR0175 / ISO 15156-3 è la specifica che lo disciplina. Dove la norma stabilisce un limite di durezza per la condizione, lavoriamo in conformità e riportiamo il risultato.
Qual è la differenza tra Alloy 718 e Alloy 625?
718 è indurito per invecchiamento, quindi raggiunge una resistenza superiore e costa meno. 625 è una lega a soluzione solida con un contenuto di molibdeno più elevato, quindi resiste meglio alla corrosione nella maggior parte degli ambienti. Il confronto completo è disponibile nella pagina Alloy 625.
Emettete documenti EN 10204 con i particolari in 718?
Sì. Il certificato 3.1 è fornito di serie, tracciabile rispetto alla colata. Il 3.2, controfirmato da un ispettore esterno alla nostra organizzazione, viene fornito quando la specifica richiede prove con testimone, ed è quotato separatamente.
Qual è la composizione dell’Inconel 718?
Nichel 50,0 a 55,0%, cromo 17,0 a 21,0%, niobio più tantalio 4,70 a 5,50%, molibdeno 2,80 a 3,30%, titanio 0,65 a 1,15%, alluminio 0,20 a 0,80%, ferro come bilancio, secondo quanto riportato nella tabella sopra. Il grado è anche designato UNS N07718 o 2.4668. Una fornitura qui è accompagnata dall’analisi della colata anziché da valori tipici, così i valori possono essere verificati rispetto alla norma.
Inviate il disegno, la specifica e le condizioni di esercizio; l’offerta seguirà.