Inconel 713C — литьё, а не деформация: что это значит для вашего чертежа

713C держится на алюминии 5,50–6,50 % и объёмной доле гамма-штрих, из-за которой его нельзя ковать. Если в чертеже стоит пруток по AMS 5391, а деталь — лопатка турбины, маршрут — литьё по выплавляемым моделям, и несколько пунктов чертежа меняются вместе с ним.

Большинство запросов на Inconel 713C начинается не с того вопроса: какой размер прутка вы можете отрезать? 713C в таком виде вообще не поставляется. В наших данных он записан как шихтовая заготовка для переплава и литой пруток для литейщиков по выплавляемым моделям, и там же указано, что он не поставляется как деформируемый пруток, лист или труба. Деталь создаётся литьём, а не снятием металла с катаной или кованой заготовки. Причина — в химическом составе, и как только покупатель это принимает, четыре-пять строк в чертеже должны измениться вместе с ней.

Состав определяет процесс

Inconel 713C, UNS N07713 и DIN 2.4671, содержит 66,4–76,3 % никеля, 12,0–14,0 % хрома, 3,80–5,20 % молибдена и 1,80–2,80 % ниобия. Выделяет его алюминий. При 5,50–6,50 % его примерно в десять раз больше, чем 0,20–0,80 % у Inconel 718, и именно это число — весь замысел марки: оно даёт высокую объёмную долю гамма-штрих Ni3Al, откуда 713C берёт сопротивление ползучести и почему его нельзя катать или ковать. У слитка с такой долей гамма-штрих нет той пластичности, которая нужна для режима прокатки.

Остальная часть спецификации следует той же логике. Титан стоит на 0,50–1,00 %, углерод — на 0,08–0,20 %, цирконий — на 0,05–0,15 %, бор — на 0,005–0,015 %: следовые уровни, которые принадлежат литейной спецификации. Железо ограничено 2,50 % максимум, кремний — 0,50 %, что сохраняет матрицу чистой. Стандарт поставки отражает форму: AMS 5391 охватывает шихтовую заготовку для переплава и литой пруток, но не лист или трубу. Когда чертёж ссылается на AMS 5391 и требует круглый пруток 120 мм, две половины чертежа противоречат друг другу.

Что даёт литейный маршрут и что он забирает

Даёт он температуру. Плотность 7,8–8,0 г/см³, интервал плавления 1260–1290 °C, но полезная цифра — рабочий предел: до 982 °C. Этот предел — свойство не только основного металла, но и поверхности. Хром 12,0–14,0 % вместе с алюминием 5,50–6,50 % образует окалину оксида алюминия, и именно она несёт сплав примерно до 980 °C в окислительной среде без покрытия.

Забирает он пластичность и ремонтопригодность. Удлинение обычно 3–8 %. Эта цифра определяет обращение с деталью, испытание пробной нагрузкой и последовательность обработки. Сплав, по нашему же описанию, сваривается лишь плохо, поэтому конструкция, которая рассчитывает на ремонтную сварку забракованной отливки, будет отправлять детали в брак. Опираться на направленность структуры тоже не приходится: направленных свойств кованого прутка здесь нет, а то, что реально делает деталь, задают литейный процесс и толщина сечения.

713C рядом с деформируемой маркой

Таблица ниже — то сравнение, которое нужно покупателю, когда деталь можно спроектировать и так, и так. Эти две марки не взаимозаменяемы, и колонки показывают почему.

	Inconel 713C (литьё)	Inconel 718 (деформируемый)
UNS	N07713	N07718
Европа	DIN 2.4671	DIN 2.4668
Стандарт поставки	AMS 5391 — шихтовая заготовка для переплава и литой пруток	ASTM B637 — круглые прутки
Никель	66,4 – 76,3 %	50,0 – 55,0 %
Хром	12,0 – 14,0 %	17,0 – 21,0 %
Молибден	3,80 – 5,20 %	2,80 – 3,30 %
Ниобий	1,80 – 2,80 %	4,75 – 5,50 %
Алюминий	5,50 – 6,50 %	0,20 – 0,80 %
Титан	0,50 – 1,00 %	0,65 – 1,15 %
Углерод	0,08 – 0,20 %	≤ 0,08 %
Железо	≤ 2,50 %	11,1 – 22,5 %
Плотность	7,8 – 8,0 г/см³	8,19 г/см³
Интервал плавления	1260 – 1290 °C	1260 – 1336 °C
Рабочая температура	до 982 °C	до 700 °C

Читайте строки алюминия и железа вместе. 718 содержит 11,1–22,5 % железа и значительно меньше алюминия, что согласуется с маркой, поставляемой круглым прутком по ASTM B637, упрочняемой старением, описанной как легко свариваемая и рассчитанной до 700 °C. 713C отдаёт всё это за 982 °C и литейный маршрут. Если задача — 750 °C в деформируемой детали, которую нужно сваривать и ремонтировать, 713C не является улучшением: это другой производственный процесс с другим чертежом.

Пять пунктов, которые меняются, когда в чертеже стоит 713C

• Форма поставки. Пишите «шихтовая заготовка по спецификации вашего литейного производства» или «литой пруток». Не переносите формулировки про пруток, лист или трубу из деформируемой марки: в этих формах марки не существует.
• Состояние. В наших данных 713C записан как литой, либо как шихтовая заготовка по спецификации литейного производства. Отожжённого или состаренного состояния, которое можно вызвать так, как у деформируемой марки, здесь нет, поэтому чертёж, где оно указано, написан под другой сплав.
• Откуда берётся образец. Свойства литья зависят от сечения. Укажите, вырезается ли механический образец из интегрально отлитой пробы или из детали, и при каком сечении.
• Предел удлинения. При типичном удлинении 3–8 % приёмочная цифра, взятая из деформируемой марки, забракует годные отливки. Задавайте предел исходя из того, что литейный маршрут может выдержать.
• Ремонтная сварка. Прямо укажите, разрешена ли ремонтная сварка и по какой процедуре. Сплав сваривается лишь плохо, поэтому молчание в этом пункте превращается в разногласие на финальной приёмке.

Где 713C — правильный ответ, а где нет

В наших данных указаны равноосные литые лопатки и сопловые аппараты турбин для реактивных двигателей; сопла и колёса промышленных газовых турбин, где сопротивление ползучести важнее пластичности; колёса турбин дизельных турбокомпрессоров; а также штампы для горячей штамповки, прессования и литья под давлением, работающие при высокой температуре. Всё это литые формы, работающие в горячей зоне. 713C — неправильный ответ для деформируемой конструкционной детали, тонкостенной трубы, узла, который нужно варить в поле, и для окислительной среды выше его предела 982 °C без покрытия. В этих случаях разговор переходит к деформируемой марке, и чертёж — другой документ.

Что нам прислать

Пришлите чертёж отливки или чертёж механически обработанной детали, толщину сечения в самой горячей точке, температуру металла — среднюю и пиковую — и информацию о том, несёт ли деталь нагрузку. Скажите, нужна ли вам шихтовая заготовка для вашего литейного производства или литой пруток для собственной обработки, и назовите приёмочный документ: AMS 5391 или спецификацию переплава вашего литейного производства. Мы сверим химический состав с сертификатом плавки и дадим цену на hangbonickel.com; почта — vicky@hangboalloy.com.

Приведённые значения соответствуют редакции ASTM / EN, указанной в каждом разделе. Для конкретной плавки определяющими являются данные в сертификате EN 10204, который идёт с металлом. Материал подготовлен техническим отделом Shanghai Hangbo Alloy Group.