航空宇宙産業および発電産業において、タービン エンジンの構造は材料科学の傑作です。インコネル718と インコネル713Cは、この分野の 2 つの象徴的な合金です。どちらも「インコネル」ブランドに属していますが、鍛造は強度と延性を重視し、鋳造は極めて高い耐熱性と耐クリープ性を重視するという 2 つの異なるエンジニアリング哲学を表しています。
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インコネル 713C とインコネル 718 の違いは何ですか?
インコネル 713C とインコネル 718 の違いは何ですか?
インコネル 713C とインコネル 718 はニッケル- ベースの超合金で、主に使用温度と製造方法が異なります。インコネル 713C は高温 (最大 980 度) 向けに最適化された鋳造合金で、優れた耐クリープ性を示します。一方、インコネル 718 は、最大 700 度の温度で高い強度と優れた溶接性を維持するように設計された鍛造合金です。
インコネル713Cとは何ですか?
インコネル713Cはニッケル-クロム鋳造合金1700 F での優れた破断強度と、熱疲労に対する優れた耐性および良好な鋳造性を兼ね備えています。このデータシートには、組成、物理的特性、硬度、引張特性、およびクリープと疲労に関する情報が記載されています。
1. インコネル 718 およびインコネル 713C 合金材料の概要
| パラメータ | インコネル713C | インコネル718 |
|---|---|---|
| 材質の種類 | 鋳造ニッケル-ベースの超合金 | 鍛造ニッケル-ベースの超合金 |
| UNS番号 | UNS N07713 | UNS N07718 |
| 中国語相当 | K413 | GH4169 |
| 主な用途 | 鋳造タービンブレード、ベーン、インベストメント鋳造 | 鍛棒、鍛造品、ファスナー、タービンディスク |
| 強化の仕組み | 「降水量」(Ni₃(Al,Ti)) | '' + '' 降水量(Ni₃Nb + Ni₃(Al,Ti)) |
| 製造形態 | インベストメント鋳造のみ | 鍛錬された(鍛造・圧延・冷間引抜) |
| 最高使用温度 | ~950 度 (1742 度 F) | ~650 – 700 度 (1202 ～ 1292 度 F) |
インコネル 713C およびインコネル 718 合金に関する重要な情報
インコネル 718 鍛造合金
インコネル 718 (UNS N07718)は世界で最も広く使用されている高温合金です。-その秘密は優れた鍛造性と高い引張強度にあります。
主な用途:タービン ディスク、シャフト、高力ボルト。-
温度制限:まで1200 度 (650 度)。この温度を超えると、その機械的特性が低下し始めます。
加工:鍛造合金として、大きなディスクに鍛造したり、プレートやチューブに圧延したりすることができます。溶接性に優れているため、エンジン構造フレーム材として最適です。
インコネル 713C 鋳造合金
インコネル 713C (UNS N07713)は、エンジンの「ホットエンド」用に特別に設計された析出硬化型鋳造合金です。-
主な用途:タービンブレード、ノズルガイドベーン、および一体型ローター。
温度制限:までの温度で優れた耐クリープ性を維持します。1800 度 F (982 度).
製造プロセス:713C は、ほぼ独占的に真空インベストメント鋳造に使用されます。硬すぎて脆いため鍛造には不向きですが、 ′ ( ′)強化されたマトリックスにより、融点に近い温度でも安定した状態を維持できます。
4. インコネル718とインコネル713Cの化学組成の比較(wt%)
| 要素 | インコネル713C(鋳造) | インコネル 718 (鍛錬) | 主な違い |
|---|---|---|---|
| ニッケル(Ni) | バランス (~70-75) | 50.0 – 55.0 | 713C よりはるかに高い Ni |
| クロム(Cr) | 11.0 – 14.0 | 17.0 – 21.0 | 718以上のCr |
| 鉄(Fe) | 2.0以下 | バランス (~18-20) | 718 は Fe がはるかに高い |
| モリブデン(Mo) | 3.5 – 5.0 | 2.80 – 3.30 | 713C以上のMo |
| ニオブ(Nb) | 1.5 – 2.5 | 4.75 – 5.50 | 718 はるかに高い Nb |
| チタン(Ti) | 0.4 – 1.0 | 0.65 – 1.15 | 似ている |
| アルミニウム(Al) | 5.5 – 6.5 | 0.20 – 0.80 | 713C よりはるかに高い Al |
| カーボン(C) | 0.05 – 0.15 | 0.08以下 | 713C以上 |
| コバルト(Co) | 1.0以下 | 1.00以下 | 似ている |
| マンガン(Mn) | 0.20以下 | 0.35以下 | – |
| シリコン（Si） | 0.50以下 | 0.35以下 | – |
| ホウ素(B) | 0.005 – 0.015 | 0.002 – 0.006 | 713C上位B |
| ジルコニウム(Zr) | 0.05 – 0.15 | – | 713C のユニークな |
| 銅(Cu) | – | 0.30以下 | – |
| タンタル(Ta) | – | 0.05以下 | – |
5. インコネル718およびインコネル713Cの物性
| 財産 | インコネル713C（キャスト） | インコネル718(鍛錬) |
|---|---|---|
| 密度 | 7.91 g/cm3 | 8.19 g/cm3 |
| 溶解範囲 | 1260 – 1315 度 | 1260 – 1336 度 |
| 熱伝導率(20度) | 11.2 W/m·K | 11.4 W/m·K |
| 熱膨張係数（20～100度） | 12.0×10⁻⁶/度 | 13.0×10⁻⁶/度 |
| 熱膨張係数（20～800度） | ~14.0 × 10⁻⁶/度 | ~15.5 × 10⁻⁶/度 |
| 比熱（20度） | 450J/kg・K | 435J/kg・K |
| 弾性率(20度) | ～205GPa | ～200GPa |
| 電気抵抗率 | 1.30 µΩ·m | 1.25 µΩ·m |
| 磁気特性 | 非磁性- | わずかに磁性がある |
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6. インコネル 713C と . 718 テクノロジーの比較表
| パフォーマンス指標 | インコネル 718 (鍛錬) | インコネル713C(鋳造) | 専門家の洞察 |
| 素材形態 | 棒、鍛造、板、パイプ | マスターアロイスティック/鋳造 | 製造に合わせて形状を調整します。 |
| 標準仕様 | AMS 5662 / 5663 | AMS 5391 | 自社のコンプライアンス基準を把握してください。 |
| 最高使用温度 | 1200 度 (650 度) | 1800 度 F (982 度) | 713C はホットエンド コア用です。- |
| 溶接性 | 素晴らしい | 悪い（溶接は避けてください） | 718 は製造者の選択です。 |
| 強化 | ガンマダブルプライム ( ′′ ′′ ) |
ガンマプライム (
′ ′ ) |
713C の相は熱安定性がより優れています。- |
7. インコネル 713C と 718 の推奨される選択
| 要件の優先順位 | 推奨合金 |
|---|---|
| 使用温度800～950度 | インコネル713C(キャストのみ) |
| 使用温度650〜700度 | インコネル718 |
| 鋳造形状が必要です | インコネル713C |
| 鍛造バー/鍛造が必要です | インコネル718 |
| 最高の室温強度 | インコネル718 |
| 最高の降伏強度 | インコネル718 |
| 高い延性・成形性 | インコネル718 |
| タービンブレード/ベーンの用途 | インコネル713C |
| タービンディスク/ファスナーの用途 | インコネル718 |
| 低密度 | インコネル713C(7.91 対 8.19) |
| 耐食性 | インコネル718 |
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よくある質問
Q: タービンブレードにインコネル 718 を使用できないのはなぜですか?
A:タービンのホットエンドで見られる 1800 度 (982 度) の温度では、インコネル 718 はほぼ即座に構造強度を失います。{2}}インコネル713Cこのような極端な温度での遠心荷重に耐える安定したマトリックスを形成するために、高アルミニウム (6%) 含有量で特別に設計されています。
Q: インコネル 718 ディスクのカスタム鍛造は提供していますか?
A:はい。として信頼できるニッケル合金コンサルタントでは、お客様の特定の CAD 図面に合わせて鍛造 718 ブランクを提供し、その後熱処理を行ってピーク引張特性を実現します。
Q: 713C マスターアロイの純度はどのようにして確保しますか?
A:当社の 713C はすべて次の方法で製造されています。真空誘導溶解（VIM）。当社では、酸素と窒素のレベルを 10ppm 以下に維持しています。これは、複雑な空気力学的ブレードの鋳造歩留まりにとって重要です。