Lega INCONEL 600

Alcune leghe offrono la perfetta combinazione di resistenza, resistenza alla corrosione e lavorabilità, rendendole un materiale standard in un'ampia gamma di applicazioni. La lega INCONEL 600 è uno di questi prodotti meraviglia, dimostrando una scelta popolare.

Di tutte le diverse leghe, portiamo qui a HTpipe, uno dei prodotti più utilizzati e versatili è la lega INCONEL 600. E anche per una buona ragione. La combinazione di un alto contenuto di nichel, cromo e ferro significa che mostra un'eccellente resistenza alla corrosione in una vasta gamma di ambienti, ha una buona resistenza agli urti e può essere lavorata e saldata attraverso metodi standard.

La lega INCONEL 600 è un materiale molto versatile. Da quando è stato introdotto negli anni '30, si è dimostrato una scelta popolare per una vasta gamma di settori, tra cui il trattamento chimico, aerospaziale e nucleare. Ciò è dovuto alla sua resistenza ad alta temperatura e alla resistenza a tutti i tipi di ambienti corrosivi.

Resistenza alla corrosione

Uno dei motivi per cui la lega INCONEL 600 è un materiale standard in diversi settori è grazie alla sua resistenza alla corrosione superiore. L'inclusione del cromo (circa il 14-17%) nella composizione della lega gli conferisce una fantastica resistenza alle condizioni ossidanti sia ad alte temperature che in soluzioni corrosive. Il cromo conferisce anche la resistenza del materiale ai composti solforici. Il materiale ha un altissimo contenuto di nichel, che contribuisce alla sua resistenza in ambienti riducente, così come soluzioni alcaline.

L'elevato contenuto di nichel ha un altro notevole vantaggio per questa particolare lega. Un problema comune con gli acciai inossidabili al cromo-nichel austenitici è che falliscono a causa di crepe stress-corrosione quando si trova in un ambiente contenente cloruri, tra le altre condizioni. Questi fattori possono includere stress, acqua e ossigeno disciolto.

Quando il contenuto di nichel delle leghe austenitiche aumenta, questa tendenza diminuisce. Poiché INCONEL Alloy 600 ha un contenuto minimo di nichel del 72%, è quasi completamente immune a questa fessurazione stress-corrosione da cloro-ioni. Ci sono ancora alcune condizioni che possono causare crepe stress-corrosione, come in presenza di alcali caustici ad alta temperatura e alta resistenza, ma un adeguato trattamento di sollievo dallo stress prima dell'uso può aiutare a combattere questo.

La fessurazione stress-corrosione potrebbe ancora verificarsi in situazioni in cui il mercurio è presente a temperature più elevate, ma ancora una volta ci sono soluzioni a questo problema che comportano procedure corrette di sollievo dallo stress. Ecco perché è così importante per i progettisti che stanno selezionando un materiale per un progetto industriale sapere a quali elementi esterni e a quali temperature sarà esposta la lega, per assicurarsi che sia adeguatamente trattata per la sua applicazione finale prevista.

Caratteristiche meccaniche

Oltre alla resistenza alla corrosione e ad altre proprietà chimiche, la lega INCONEL 600 ha una buona gamma di caratteristiche meccaniche. È possibile ottenere una vasta gamma di resistenza, durezza e tenacità, a seconda di come viene trattato il materiale.

Ad esempio, nelle sue condizioni ricotte, la lega INCONEL 600 ha una resistenza allo snervamento moderata di 25-50 ksi (172-345 MPa) e un allungamento dal 55 al 35%. Conoscere l'esatta specifica di resa è una considerazione importante nella selezione di un materiale per uso industriale. La proprietà effettiva della resistenza allo snervamento dipende dal trattamento, dalla forma e dalle condizioni della lega, quindi questi valori sono solo una guida alle specifiche tipiche disponibili. Tuttavia, se la lega è fortemente fredda, i suoi valori di proprietà possono essere significativamente più alti. La resistenza allo snervamento della lega INCONEL 600 in forma di filo (1,6-6,4 mm di diametro) che ha subito trafilatura a freddo e rinvenimento a molla può presentare una resistenza allo snervamento di 150-210 ksi (1035-1450 MPa).

Un'altra caratteristica meccanica chiave è la resistenza alla trazione del materiale, la massima sollecitazione che un materiale può sopportare durante l'allungamento prima della rottura. La resistenza nominale alla trazione a temperatura ambiente varia da 75-170 ksi (520-1170 MPa), ma anche in questo caso ciò dipende dalla forma e dalle condizioni del materiale utilizzato. Nelle stesse condizioni di lavoro a freddo e in forma di filo di cui sopra, la resistenza alla trazione può raggiungere i 170-220 ksi (1170-1520 MPa). Per i valori di resistenza più elevati possibili, è necessaria la lavorazione a freddo. Questo di solito è combinato anche con un trattamento termico - che guardiamo più in dettaglio più avanti.

Mentre la lega INCONEL 600 è nota per le sue applicazioni ad alta temperatura e gli usi finali, è importante conoscere anche l'effetto delle condizioni più fredde. Ad esempio, le proprietà di trazione dell'asta trastratta a freddo a temperature criogeniche mostrano una riduzione del 20%. Tuttavia, non tutte le proprietà meccaniche sono influenzate da ambienti più freddi. La lega INCONEL 600 ha una buona resistenza all'impatto a temperatura ambiente, ma mantiene praticamente tutta quella forza anche a temperature più basse. Non c'è transizione difficile da fragile con temperatura decrescente nei test.

La resistenza alla fatica è un'altra proprietà meccanica chiave da considerare. Questa è la massima sollecitazione che un materiale può sopportare sotto carico ripetuto. Test avanzati evidenzia quali variabili hanno il maggiore impatto sulla resistenza alla fatica della lega INCONEL 600. I diversi valori di contenuto di carbonio e le diverse quantità di lavoro a caldo/freddo non hanno alcun effetto apparente, ad esempio, sul comportamento a sollecitazione ciclica. Le dimensioni dei grani e le proprietà meccaniche hanno un impatto sulla resistenza all'affaticamento del fascio rotante ad alta velocità, ma hanno poco effetto sulla resistenza alla fatica a basso ciclo.

Date le funzioni critiche ad alta temperatura per cui viene utilizzata la lega INCONEL 600, il suo valore di scorrimento è un altro fattore meccanico chiave. Lo scorrimento è la deformazione lenta e graduale di un oggetto nel tempo. Test meccanici approfonditi dimostrano che il materiale non infragilise dopo una lunga esposizione ad alte temperature. Ciò aiuta la sua idoneità per una vasta gamma di usi e applicazioni industriali.

Applicazioni industriali

Data la versatilità di questa lega, la lega INCONEL 600 si presta a una vasta gamma di applicazioni diverse, in particolare quelle in cui le temperature sono significativamente elevate. Ciò include, ad esempio, nei campi del forno e del trattamento termico per ritorte, scatole, marmitte, nastri metallici, focolari a rulli. La lega funziona bene in queste situazioni grazie alla sua suddetta resistenza all'ossidazione e agli elementi presenti nell'atmosfera del forno.

La lega è comunemente usata nei contenitori di nitriding. Il nitriding è un trattamento termico di indurimento superficiale applicato all'acciaio che funziona sciogliendo l'azoto sulla superficie del metallo senza rischiare distorsioni. È stato utilizzato dall'inizio del XX secolo, quando il metallurgista Adolph Machlet scoprì il processo per caso nel 1906. La lega INCONEL 600 è utile come parte del sistema di contenimento, in quanto è resistente all'azoto ad alte temperature.

Un altro settore in cui l'integrità e le prestazioni sono fondamentali è il campo nucleare, in cui i materiali utilizzati vengono messi in condizioni estreme che coinvolgono calore, sostanze chimiche corrosive e alta pressione. Questa lega tecnicamente avanzata è diventata un materiale di costruzione standard, in particolare nei sistemi idrici dei reattori. Ciò è dovuto alla sua resistenza alla corrosione da parte dell'acqua ad alta purezza e non vi è alcuna prova di rottura stress-corrosione da cloro-ioni in uso. Quando la lega INCONEL 600 è prodotta per l'uso nel settore nucleare, deve essere prodotta secondo specifiche incredibilmente esigenti e ha una propria designazione, la lega INCONEL 600T.

È anche ben utilizzato nell'industria chimica, per cose come torri a bolle, tubi evaporatori, riscaldatori, fogli di tubi, alai, ragni tubo a raggi catodici e altro ancora. Grazie alla sua buona resistenza alla corrosione, è utile per sfaldare vassoi per la produzione di solfuro di sodio, nonché attrezzature per la manipolazione dell'acido abietico nella produzione di pasta di carta.

Infine, può essere utilizzato nell'industria elettronica, per componenti come ragni tubo a raggi catodici, griglie di thyratron, supporti per tubi e molle.

Trattamento termico della lega

La lega INCONEL 600 può essere fabbricata sia a caldo che a freddo. Mentre la lavorazione a freddo indurisce e rafforza il materiale, combinando il lavoro a freddo con il lavoro a caldo, è possibile produrre varie proprietà meccaniche.

Il tipo di trattamento termico impiegato dipende dal risultato finale necessario. Ad esempio, un trattamento di ricottura di circa 1010 °C per 15 minuti darà un materiale morbido con una struttura a grana fine, che è spesso preferito in quanto offre una migliore resistenza alla corrosione e una maggiore resistenza alla trazione, alla fatica e all'impatto. Tuttavia, per la massima resistenza allo scorrimento e alla rottura, è meglio trattarlo a 1090 °C-1150 ° C per una o due ore, che dissolve i carburi e dà una maggiore dimensione del grano.

Questa è solo una prova in più della versatilità di questa lega, dimostrando che può essere adattata, attraverso una lavorazione esperta, per soddisfare le esigenze di una così ampia gamma di applicazioni industriali.