1। प्राथमिक डिजाइन के उद्देश्य क्या हैं और उम्र बढ़ने के बीच धातु के अंतरालीय अंतर - प्रतिरोधी इनकमेल 740H और उच्च - शक्ति incull 751?
जबकि दोनों वर्षा - मजबूत निकेल - क्रोमियम सुपरलॉयस, इनक्लु 740H और 751 को अलग -अलग प्रदर्शन प्रतिमानों के लिए विकसित किए गए थे, जो महत्वपूर्ण रचना और microstructural अंतर के लिए अग्रणी थे।
INCONEL 740H (UNS N07740): समय के लिए डिज़ाइन किया गया - तापमान - स्थिरता
प्राथमिक उद्देश्य: असाधारण लंबा - टर्म माइक्रोस्ट्रक्चरल स्टेबिलिटी और रेंगना ताकत को 100,000 घंटे तक के तापमान पर 700 डिग्री (1292 डिग्री एफ) से ऊपर स्टीम और फायर - साइड वातावरण में। इसका विकास विशेष रूप से उन्नत अल्ट्रासुपरक्रिटिकल (ए - यूएससी) कोयला - निकाल दिए गए बिजली संयंत्रों की जरूरतों से प्रेरित था।
मेटालर्जिकल डिज़ाइन: केमिस्ट्री अत्यधिक जटिल और सावधानी से संतुलित है। इसमें स्टैकिंग फॉल्ट एनर्जी को कम करने और रेंगने की ताकत को बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण कोबाल्ट (%20%) शामिल हैं। इसकी प्रमुख विशेषता गामा प्राइम (')) अवक्षेप (Ni₃ (Al, Ti, NB)) के एक स्थिर वितरण के लिए एल्यूमीनियम, टाइटेनियम और नाइओबियम का एक सावधानीपूर्वक नियंत्रित जोड़ है जो समय के साथ -साथ संकरा करने के लिए प्रतिरोधी हैं। "एच" प्रत्यय एक विशिष्ट गर्मी को दर्शाता है - ट्रीटेड और स्टेबलाइज़्ड संस्करण हेडर और पाइपिंग सेवा के लिए अनुकूलित है।
INCONCEL 751 (UNS N07751): उच्च उपज शक्ति के लिए डिज़ाइन किया गया
प्राथमिक उद्देश्य: उत्कृष्ट ऑक्सीकरण प्रतिरोध के साथ -साथ मध्यवर्ती तापमान पर बहुत अधिक उपज और तन्यता ताकत प्राप्त करने के लिए। इसका क्लासिक अनुप्रयोग एयरोस्पेस और औद्योगिक गैस टरबाइन इंजन घटकों में है।
मेटालर्जिकल डिज़ाइन: रसायन विज्ञान गामा प्राइम (') के एक उच्च मात्रा अंश के लिए सिलवाया गया है। यह 740H की तुलना में उच्च एल्यूमीनियम (.51.5%) और टाइटेनियम (.52.5%) सामग्री के साथ इसे प्राप्त करता है। इसके परिणामस्वरूप Ni₃ (Al, Ti) का एक उच्च घनत्व उम्र बढ़ने के दौरान अवक्षेप होता है, जो अपार शॉर्ट - से - मध्यम - शब्द शक्ति प्रदान करता है। हालांकि, ये अवक्षेप 740H में अनुकूलित संरचना की तुलना में बहुत उच्चतम तापमान पर मोटे होने के खिलाफ कम स्थिर हो सकते हैं।
संक्षेप में, 740H को "समय - के लिए - तापमान" (रेंगना) के लिए अनुकूलित किया गया है, जबकि 751 को "- - तापमान" (उपज और तन्यता ताकत) के लिए "शक्ति - के लिए अनुकूलित किया गया है।
2। ऊर्जा उत्पादन के संदर्भ में, क्यों इनको इनकेल 740H को "गेम - को उन्नत अल्ट्रासुपरक्रिटिकल (एक - यूएससी) पावर प्लांट के लिए सामग्री बदलना" सामग्री बदलना है?
INCONCEL 740H एक - USC तकनीक का एक मूलभूत प्रवर्तक है, जो कुशल, कम - उत्सर्जन जीवाश्म ईंधन बिजली उत्पादन के भविष्य का प्रतिनिधित्व करता है।
A - USC चैलेंज: CO₂ उत्सर्जन को कम करने के लिए प्रति मेगावाट - घंटे उत्पन्न, बिजली संयंत्र दक्षता में वृद्धि की जानी चाहिए। इसके लिए 700 डिग्री (1292 डिग्री एफ) और 35 एमपीए (5000 पीएसआई) से ऊपर के दबाव से अधिक भाप तापमान पर संचालन की आवश्यकता होती है। इन स्थितियों में, यहां तक कि 617 जैसे उन्नत स्टेनलेस स्टील्स और कॉमन निकेल मिश्र भी आवश्यक 100,000 घंटे के रेंगने की ताकत और माइक्रोस्ट्रक्चरल स्थिरता की कमी है।
कैसे 740H चुनौती को पूरा करता है:
सुपीरियर रेंगना ताकत: यह एक रेंगना टूटना ताकत प्रदान करता है जो लगभग 25 - 30% अधिक है, जो कि 750 डिग्री (1382 डिग्री एफ) पर 617 से अधिक है, जो पतले - दीवार, बड़े-व्यास पाइप और हेडर के डिजाइन के लिए अनुमति देता है जो दशकों के लिए इन चरम दबाव को पीछे छोड़ सकते हैं।
दोहरे वातावरण में स्थिरता: इसे न केवल उच्च - दबाव भाप के अंदर ("स्टीम - साइड ऑक्सीकरण") का सामना करना होगा, लेकिन यह भी बाहर की तरफ आक्रामक कोयला ऐश फ्लू गैस ("फायर {{2} यह आग पर नीचा हो सकता है - पक्ष।
वेल्डेबिलिटी और कोड अनुमोदन: एक बड़े पैमाने पर प्रयास योग्य वेल्डिंग प्रक्रियाओं को विकसित करने और 740H के लिए कोड अनुमोदन (ASME खंड I) प्राप्त करने में चला गया। यह एक महत्वपूर्ण कदम था, क्योंकि पूरा बॉयलर एक वेल्डेड निर्माण है। इसकी क्षमता मज़बूती से वेल्डेड होने और वेल्ड में गुणों को बनाए रखने की क्षमता इसके चयन में एक महत्वपूर्ण कारक थी।
इन सभी मानदंडों को पूरा करने वाली सामग्री के बिना, एक - USC तकनीक व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य नहीं होगी। INCONCEL 740H वह सामग्री है।
3। किस विशिष्ट उच्च - के लिए एयरोस्पेस और औद्योगिक टर्बाइन में तनाव घटक 751 पसंदीदा सामग्री है, और क्यों?
INCONCEL 751 टर्बाइनों के गर्म वर्गों में एक वर्कहॉर्स मिश्र धातु है जहां मध्यवर्ती तापमान पर उच्च शक्ति, थकान प्रतिरोध और पर्यावरण प्रतिरोध का संयोजन आवश्यक है।
एयरोस्पेस जेट इंजन:
टरबाइन ब्लेड और वैन: विशेष रूप से उच्च - पुराने और वर्तमान इंजन मॉडल के दबाव चरणों में। इसकी उच्च शक्ति अपार केन्द्रापसारक बलों का विरोध करती है।
Afterburner घटक: afterburner लाइनर और स्प्रे बार जैसे भागों में अच्छे ऑक्सीकरण प्रतिरोध और थर्मल साइकिलिंग का सामना करने की क्षमता की आवश्यकता होती है।
रिंग और केसिंग: रिंग और अन्य संरचनात्मक घटकों को बनाए रखने के लिए उपयोग किया जाता है जो ताकत और आयामी स्थिरता को बनाए रखना चाहिए।
औद्योगिक गैस टर्बाइन (IGT):
टरबाइन पहियों और बाल्टी: भूमि में - बिजली उत्पादन और यांत्रिक ड्राइव के लिए आधारित टर्बाइन।
फास्टनरों और बोल्टिंग: उच्च - ताकत बोल्ट टरबाइन आवरण और अन्य गर्म - अनुभाग घटकों को इकट्ठा करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
751 को क्यों चुना जाता है: यह बहुत उच्च उपज शक्ति (मानक उम्र बढ़ने के उपचार के माध्यम से प्राप्त), अच्छा उच्च - चक्र थकान प्रतिरोध, और लगभग 870 डिग्री (1600 डिग्री एफ) तक पर्याप्त ऑक्सीकरण प्रतिरोध का एक उत्कृष्ट संतुलन प्रदान करता है। यह भी अच्छी तरह से - को समझा जाता है, सेवा इतिहास के दशकों और स्थापित विनिर्माण और मरम्मत प्रोटोकॉल के साथ।
4। अपने वांछित गुणों को प्राप्त करने के लिए इन दोनों मिश्र धातुओं के गर्मी उपचार के लिए महत्वपूर्ण विचार क्या हैं?
हीट ट्रीटमेंट एक मात्र पोस्ट नहीं है - प्रोसेसिंग स्टेप; यह मौलिक प्रक्रिया है जो उनके इंजीनियर संपत्तियों को अनलॉक करती है।
INCONEL 740H हीट ट्रीटमेंट:
प्रक्रिया: एक बहु - चरण प्रक्रिया आवश्यक है।
समाधान एनीलिंग: सभी माध्यमिक चरणों को भंग करने और एक समान ऑस्टेनिटिक मैट्रिक्स को प्राप्त करने के लिए एक उच्च तापमान (आमतौर पर 1150-1200 डिग्री / 2100-2190 डिग्री एफ) को गर्म किया जाता है।
शमन: तेजी से ठंडा (आमतौर पर पानी बुझा हुआ) सुपरसैचुरेटेड समाधान को "फ्रीज" करने के लिए।
एजिंग (वर्षा सख्त): पूरे मैट्रिक्स में ठीक, स्थिर गामा प्राइम कणों को बढ़ाने के लिए लंबे समय तक (आमतौर पर 4-16 घंटे) के लिए एक मध्यवर्ती तापमान (of800 डिग्री / 1475 डिग्री एफ) को गर्म किया जाता है।
महत्वपूर्णता: उम्र बढ़ने के दौरान समय और तापमान का सटीक नियंत्रण लंबे समय तक - शब्द स्थिरता के लिए गामा प्राइम के इष्टतम आकार और वितरण को प्राप्त करने के लिए सर्वोपरि है, न कि केवल शिखर शक्ति।
INCONCEL 751 हीट ट्रीटमेंट:
प्रक्रिया: इसमें समाधान उपचार और उम्र बढ़ने भी शामिल है, लेकिन मापदंडों को विभिन्न परिणामों के लिए ट्यून किया जाता है।
समाधान एनीलिंग: आमतौर पर 1150 डिग्री (2100 डिग्री एफ) पर प्रदर्शन किया जाता है।
एजिंग: 740h की तुलना में कम तापमान (जैसे, 705-730 डिग्री / 1300-1350 डिग्री एफ) पर प्रदर्शन किया गया। यह गामा प्राइम के एक महीन, उच्च घनत्व के परिणामस्वरूप होता है, जो एक उच्च कमरे के तापमान और मध्यवर्ती तापमान उपज की ताकत देता है।
महत्वपूर्णता: ध्यान घटक के विशिष्ट कर्तव्य चक्र के लिए लक्ष्य यांत्रिक गुणों (उपज, तन्यता ताकत) को प्राप्त करने पर है।
5। जब एक नए उच्च - तापमान घटक के लिए एक सामग्री चयन निर्णय का सामना करना पड़ रहा है, तो वे कौन से प्रमुख कारक हैं जो एक इंजीनियर को 751 से अधिक 740H चुनने के लिए नेतृत्व करेंगे, या इसके विपरीत?
पसंद मौलिक रूप से प्राथमिक प्रदर्शन की आवश्यकता से प्रेरित है: लंबी - टर्म रेंगना जीवन या उच्च लघु - शब्द शक्ति।
Infel 740H चुनें: यदि:
The design life is >50,000 घंटे (निरंतर संचालन के 5 साल से अधिक)।
प्राथमिक डिजाइन मानदंड 700 डिग्री (1292 डिग्री एफ) से ऊपर के तापमान पर रेंगने की शक्ति और माइक्रोस्ट्रक्चरल स्थिरता है।
घटक उच्च - दबाव भाप और आक्रामक दहन गैसों (जैसे, एक - यूएससी बॉयलर ट्यूब, हेडर और स्टीम पाइप) दोनों के संपर्क में है।
घटक बड़े पैमाने पर है और उच्च दबाव (जैसे, मोटी - दीवार पाइप) के तहत संचालित होता है।
INCONEL 751 चुनें: यदि:
आवेदन के लिए ~ 870 डिग्री (1600 डिग्री एफ) तक के तापमान पर उच्चतम संभव उपज और तन्य शक्ति की आवश्यकता होती है।
घटक उच्च यांत्रिक भार और थकान (जैसे, टरबाइन ब्लेड, फास्टनरों) के अधीन है।
सेवा में लगातार संचालन के बजाय लगातार थर्मल चक्र (प्रारंभ - यूपीएस/शट - डाउन्स) शामिल हैं।
एक समान एप्लिकेशन (जैसे, विरासत इंजन भागों) में सफल उपयोग का एक लंबा इतिहास है।
ऑपरेटिंग वातावरण मुख्य रूप से संक्षारक राख जमा युक्त होने के बजाय ऑक्सीकरण कर रहा है।
निर्णय स्पष्ट है: भूमि के लिए - आधारित बिजली उत्पादन की मांग करने वाली दशकों की सेवा, 740H उत्तर है। टर्बाइनों में उच्च - तनाव घूर्णन घटकों के लिए, 751 एक प्रमुख विकल्प बना हुआ है।
