Alloy 718 là hợp kim niken giữ được độ bền cao ở nhiệt độ cao. Độ bền đó đến từ xử lý nhiệt chứ không chỉ từ máy ép: xử lý hòa tan, tiếp theo là một chu trình hóa già có kiểm soát, kết tủa các hạt mịn khắp kim loại, và những hạt này chặn chuyển động mà nếu không có chúng thì chi tiết sẽ bị biến dạng. Ở trạng thái hóa già, hợp kim đạt giới hạn chảy quy ước khoảng 830 đến 1000 N/mm² và 32 đến 40 HRC, cùng khả năng chống ăn mòn đứng vững trong nước biển.
Longrui Forging dập, xử lý hòa tan và hóa già Alloy 718 tại chỗ, ở huyện Yunhe, tỉnh Chiết Giang, Trung Quốc: thân van và nắp van, mặt bích, moay-ơ và các chi tiết theo yêu cầu, từ 5 kg đến 520 kg mỗi chi tiết, trên máy ép đa hướng 6.000 T. Dập theo ASTM B564.
Alloy 718 là gì
Mác này được ghi là Alloy 718, UNS N07718 (Werkstoff 2.4668). Inconel 718 là nhãn hiệu của Special Metals cho hợp kim này, nên bản vẽ, hồ sơ xử lý nhiệt và chứng chỉ ở đây mang tên hợp kim và tên UNS thay vì thương hiệu của nhà sản xuất.
| Nguyên tố | Thành phần điển hình (%) |
|---|---|
| Niken | 50.0 – 55.0 |
| Crom | 17.0 – 21.0 |
| Niobi + tantali | 4.70 – 5.50 |
| Molypden | 2.80 – 3.30 |
| Titan | 0.65 – 1.15 |
| Nhôm | 0.20 – 0.80 |
| Sắt | Còn lại |
Vài thông tin nền giải thích vì sao mác này liên tục được nhắc đến: 718 được phát triển cho nhà máy nhiệt điện hơi nước, sau đó được ngành hàng không tiếp nhận nhờ khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao, và nay đây là mác được chỉ định phổ biến nhất trong họ niken, kể cả trong dầu khí. Hợp kim gần như không có từ tính, và khoảng nóng chảy của nó vào khoảng 1260 đến 1340 °C.
718 có được độ bền như thế nào
Ba nguyên tố hợp kim làm nên điều đó: niobi, titan và nhôm. Trong quá trình xử lý hòa tan, chúng hòa tan vào nền niken, và trong chu trình hóa già tiếp theo, chúng tách ra trở lại thành những pha kết tủa rất mịn, phân tán khắp kim loại. Các kết tủa này ghim giữ những đặc trưng vi cấu trúc mà nếu không sẽ trượt dưới tải, và đó chính là điều biến một hợp kim niken có độ bền trung bình thành hợp kim độ bền cao.
Hai hệ quả đối với người mua:
- Xử lý nhiệt là một phần của chỉ tiêu kỹ thuật. 718 được báo giá theo nhiều cấp độ bền tùy mức độ hóa già được thực hiện, nên bản vẽ hoặc chỉ tiêu mua hàng phải ghi rõ trạng thái. Chúng tôi làm đúng cấp độ mà chỉ tiêu yêu cầu và ghi lại chu trình.
- Độ bền có một giới hạn trên, và giới hạn đó không phải giới hạn oxy hóa. Phần lớn độ bền cơ học được giữ đến khoảng 650 °C; trên mức đó, mác này được chọn vì khả năng chống oxy hóa chứ không phải vì độ bền, và hiện tượng rão trở thành trường hợp thiết kế. Các bảng dữ liệu đưa ra con số cao hơn cho phơi nhiễm ngắn hạn, nên đáng để ghi rõ nhiệt độ làm việc và quy chuẩn thiết kế thay vì chọn con số cao nhất trên bảng.
718 đòi hỏi những gì trong xưởng dập
Giống như các hợp kim niken khác, 718 giữ được phần lớn độ bền khi nóng, nên máy ép dập phải làm việc vất vả hơn và cửa sổ nhiệt độ sử dụng hẹp hơn so với thép carbon hoặc thép không gỉ. Thêm vào đó, mác này có thêm một bước sau khi dập: xử lý hòa tan, rồi hóa già.
Trong một công việc 718, chúng tôi giữ phôi trong cửa sổ mà mác cho phép, với nhiệt độ được giám sát thay vì ước tính, sau đó xử lý hòa tan và hóa già chi tiết đến mức độ bền mà tiêu chuẩn chỉ định, ghi lại chu trình để chứng nhận có thể thể hiện điều đó. Kiểm tra bao gồm thành phần hóa học, tính chất kéo, va đập ở nhiệt độ thấp, độ cứng và kiểm tra siêu âm, tất cả được thực hiện tại chỗ; những gì mỗi giai đoạn để lại được trình bày trên trang kiểm soát chất lượng.
Gia công cơ khí và Hàn Inconel 718
Gia công cơ khí là nơi khách hàng thường hỏi ý kiến nhất, vì 718 là vật liệu khó cắt:
- Nó hóa cứng khi bị cắt, nên lực cắt tăng lên và dao phải được ăn vào thay vì bị cọ xát.
- Độ dẫn nhiệt của nó thấp, khiến nhiệt bị giữ tại mũi dao thay vì mang nó vào phoi.
- Các pha kết tủa tạo độ bền cho hợp kim có tính mài mòn, nên dao mòn nhanh và tốc độ cùng bước tiến được đặt thận trọng.
Hai điểm thực tế chúng tôi chia sẻ: 718 gia công dễ dàng hơn ở trạng thái xử lý hòa tan, và cho bề mặt hoàn thiện tốt hơn ở trạng thái hóa già, đó là lý do các chi tiết phức tạp thường được gia công thô trước khi hóa già và gia công tinh sau đó. Hàn thì đơn giản hơn so với gia công cơ khí, thường dùng kim loại phụ trợ tương thích.
Hợp kim 718 trong Dầu khí
Sự kết hợp đưa 718 vào các bản vẽ thiết bị đầu giếng và lòng giếng là độ bền cao cộng với khả năng chống nứt ăn mòn do ứng suất trong môi trường chua và clorua. Các tiêu chuẩn đi kèm:
- API 6A và API 6A CRA cho thiết bị đầu giếng và cụm van cây thông khai thác (Christmas tree)
- NACE MR0175 / ISO 15156-3, quy định yêu cầu về vật liệu và độ cứng cho môi trường hydro sunfua
- AMS 5662 và AMS 5663 khi chi tiết dùng cho hàng không vũ trụ: 5662 bao gồm trạng thái xử lý hòa tan, 5663 chi tiết tương tự sau khi hóa già
Khi có giới hạn độ cứng gắn với trạng thái, chúng tôi làm theo giới hạn đó và xác nhận trên chứng nhận thử nghiệm.
Chúng tôi dập gì bằng 718
| Chi tiết | Phạm vi | Cung cấp dưới dạng |
|---|---|---|
| Thân và nắp van bi | 1/2″ đến 12″, Class 150 đến 2500 | Dập, xử lý hòa tan và hóa già |
| Mặt bích và chi tiết vòng | Theo bản vẽ | Như trên |
| May ơ, ống lót, hình dạng tùy chỉnh | Theo bản vẽ, đến 520 kg | Dập nguyên, gia công thô hoặc tinh |
Phạm vi gia công cơ khí là Ø600 × 1000 mm. Khối lượng trên máy ép dập từ 5 kg đến 520 kg mỗi chi tiết.
Nếu bạn đang chọn giữa hai mác niken cao, sự khác biệt rất ngắn gọn: 625 có hàm lượng hợp kim cao hơn và khả năng chống ăn mòn tốt hơn, 718 có độ bền cao hơn và chi phí thấp hơn. So sánh được trình bày trên trang Hợp kim 625. Khi môi trường làm việc là axit ướt thay vì clorua nóng, Hợp kim 825 đáp ứng nhiệm vụ với chi phí thấp hơn.
Tiêu chuẩn, Tài liệu và Thử nghiệm
Các chi tiết 718 được dập theo ASTM B564, tiêu chuẩn dập cho hợp kim niken, và xuất xưởng kèm chứng chỉ có ghi số mẻ nấu. Khi dự án yêu cầu thử nghiệm có chứng kiến, có thể thu xếp chứng chỉ 3.2 với chữ ký xác nhận của bên thứ ba, được báo giá như một hạng mục riêng thay vì tính gộp vào giá chi tiết. Các đơn hàng hàng không vũ trụ và dầu khí thường nêu thêm tiêu chuẩn AMS hoặc API, và phôi đầu vào về kèm chứng chỉ của nhà máy luyện. Mỗi chi tiết thành phẩm đều được kiểm tra nhận dạng bằng máy quang phổ XRF cầm tay trước khi đóng gói.
Mua chi tiết dập Inconel 718: những điểm cần kiểm tra
Nhà cung cấp chi tiết dập Inconel 718 được yêu cầu đảm bảo hai điều cùng lúc, và cả hai đều phải được ghi nhận chứ không chỉ được tuyên bố: hợp kim, và quy trình xử lý nhiệt biến nó thành chi tiết có độ bền cao. Bốn hạng mục kiểm tra giải quyết phần lớn vấn đề.
- Truy xuất nguồn gốc mẻ nấu từ đầu đến cuối. Số mẻ nấu trên chứng chỉ của nhà máy luyện phải đi theo chi tiết qua các bước cắt, dập, xử lý nhiệt và gia công cơ khí cho đến khi xuất xưởng, để thành phần hóa học trên chứng chỉ đúng là của chi tiết nằm trong thùng.
- Chu trình hóa già, được nêu rõ trên chứng chỉ. Độ bền của 718 đến từ xử lý hòa tan và bước hóa già tiếp theo, không chỉ từ máy ép. Nếu trạng thái không được nêu và ghi nhận thì không thể biết mức độ bền của chi tiết.
- Tiêu chuẩn dập và phạm vi thử nghiệm. ASTM B564 là tiêu chuẩn dập. Kiểm tra siêu âm, thử kéo và thử độ cứng trên chính chi tiết, cùng thử va đập khi điều kiện làm việc yêu cầu, là những nội dung mà một tiêu chuẩn mua hàng thường nêu.
- Kiểm tra nhận dạng trước khi xuất xưởng. Kết quả đo bằng XRF cầm tay trên chi tiết thành phẩm, đối chiếu với số mẻ nấu, khép kín vòng đối chiếu giữa thứ đã đặt hàng và thứ được giao.
Khi chi tiết dập tự bù đắp chi phí
Đây là mác hợp kim mà phương pháp dập mang lại lợi ích lớn nhất. 718 có giá mỗi kg cao hơn các loại thép xung quanh, và thợ đứng máy xếp nó vào nhóm khó cắt nhất, nên việc chi tiết về gần đúng hình dạng cuối và được gia công thô trước khi hóa già giúp giảm chi phí ở công đoạn đắt nhất trong xưởng. Vì dập, xử lý hòa tan, hóa già và gia công hoàn thiện đều được thực hiện tại đây, hồ sơ mẻ nấu, kết quả độ cứng và kích thước sau gia công cơ khí đều thuộc về một đơn hàng và một số mẻ nấu, thay vì phải chuyển qua nhiều nhà cung cấp. Máy ép dập hoạt động từ 2.000 đến 6.000 tấn, với các chi tiết từ 5 kg đến 520 kg.
Nội dung liên quan
- Dập khuôn kín thép song pha, không gỉ và hợp kim đặc biệt
- Chi tiết rèn Grade 91 (ASTM A182 F91)
- Giấy chứng nhận vật liệu
Câu hỏi thường gặp
Quý công ty có dập được thân van bằng Alloy 718 không?
Có. Dập thân van và nắp van bằng 718 là công việc thường ngày ở đây, và vì chu trình hóa già được ghi nhận nên kết quả độ cứng và cơ tính đi kèm theo từng chi tiết.
Alloy 718 đạt độ bền bao nhiêu?
Ở trạng thái hóa già, thông thường giới hạn chảy 830 đến 1000 N/mm², độ bền kéo trên 1000 N/mm² và độ cứng 32 đến 40 HRC, tùy theo chu trình hóa già và kích thước tiết diện. Trạng thái này phải được nêu trên bản vẽ hoặc tiêu chuẩn mua hàng.
Alloy 718 có phù hợp cho môi trường chua không?
Đây là một trong những mác hợp kim được dùng cho môi trường hydro sunfua, và NACE MR0175 / ISO 15156-3 là tiêu chuẩn điều chỉnh việc này. Khi tiêu chuẩn đặt giới hạn độ cứng cho trạng thái đó, chúng tôi làm theo và báo cáo kết quả.
Alloy 718 và Alloy 625 khác nhau như thế nào?
718 được hóa già, nên đạt độ bền cao hơn và chi phí thấp hơn. 625 là hợp kim dung dịch rắn với hàm lượng molypden cao hơn, nên chống ăn mòn tốt hơn trong hầu hết môi trường. So sánh đầy đủ có trên trang Hợp kim 625.
Quý khách có cấp chứng từ EN 10204 kèm chi tiết 718 không?
Có. Chứng chỉ 3.1 là tiêu chuẩn, có thể truy xuất đến số lô. Chứng chỉ 3.2, do một thanh tra viên bên ngoài tổ chức của chúng tôi đồng ký, được cung cấp khi tiêu chuẩn yêu cầu thử nghiệm có chứng kiến, và được báo giá riêng.
Thành phần của Inconel 718 là gì?
Niken 50,0 đến 55,0%, crôm 17,0 đến 21,0%, niobi cộng tantali 4,70 đến 5,50%, molypden 2,80 đến 3,30%, titan 0,65 đến 1,15%, nhôm 0,20 đến 0,80%, sắt cân bằng, như trình bày trong bảng trên. Mác này cũng được viết là UNS N07718 hoặc 2.4668. Lô hàng giao tại đây đi kèm phân tích mẻ nấu thay vì các giá trị điển hình, nên có thể đối chiếu các giá trị với tiêu chuẩn.
Gửi bản vẽ, tiêu chuẩn kỹ thuật và điều kiện làm việc; báo giá sẽ được gửi sau.