英科耐尔Inconel 713C是一种镍基高温合金,因其卓越的高温性能和耐腐蚀性能而广泛应用于航空航天、发电设备和化工设备等领域。本文将详细介绍英科耐尔Inconel 713C冶标板材的热性能与断裂性能,重点分析其在高温环境中的表现和材料断裂特性。
Inconel 713C的主要成分包括镍(Ni)、铬(Cr)、铝(Al)、钼(Mo)和钛(Ti)。其中,镍含量通常在70%以上,这使得该合金在高温下具有优异的抗氧化和抗腐蚀性能。铬的加入进一步增强了材料的耐腐蚀性,而铝和钛则有助于形成γ'相,从而提升了材料的高温强度。
化学成分(重量百分比)
镍(Ni):70-75%
铬(Cr):12-14%
铝(Al):5.5-6.5%
钼(Mo):4-5%
钛(Ti):0.5-1%
碳(C):0.08-0.12%
英科耐尔Inconel 713C的热性能
Inconel 713C的热性能在高温应用中尤为重要,其在不同温度下的热膨胀系数、导热系数和比热容等参数如下:
热膨胀系数
Inconel 713C的热膨胀系数在20-1000°C的温度范围内约为13.4 x 10^-6 /°C。这意味着在高温环境中,材料的尺寸变化相对较小,适合用于热膨胀要求严格的场合。
导热系数
该合金的导热系数在20°C时约为14 W/m·K,随着温度的升高,导热系数逐渐下降。到1000°C时,导热系数约为20 W/m·K。这种低导热性能使其适合用于需要隔热的高温部件。
比热容
Inconel 713C的比热容在室温下约为0.435 J/g·K。随着温度的升高,比热容略有增加,这有助于材料在高温下保持稳定的热性能。
英科耐尔Inconel 713C的断裂性能
Inconel 713C因其优异的高温强度和抗蠕变性能而在苛刻的工作条件下表现出色。其断裂性能主要体现在抗拉强度、屈服强度、延伸率和断裂韧性等方面。
抗拉强度
Inconel 713C的室温抗拉强度通常在900-1100 MPa之间。在高温条件下,抗拉强度有所下降,但在800°C时仍能保持在750 MPa以上。
屈服强度
该合金的屈服强度在室温下约为700-900 MPa。在600°C时,屈服强度约为650 MPa;在800°C时,屈服强度约为550 MPa。
延伸率
Inconel 713C的延伸率在室温下约为8-12%。在高温下,延伸率有所增加,例如在800°C时可达到14%左右。这表明该合金在高温条件下仍具有一定的塑性,能够承受一定的变形而不发生断裂。
断裂韧性
Inconel 713C的断裂韧性在高温下表现尤为重要。在800°C时,材料的断裂韧性约为60-70 MPa√m。这一数值表明该合金在高温条件下具有较高的抗断裂能力。
应用案例
由于其优异的热性能和断裂性能,Inconel 713C广泛应用于航空发动机涡轮叶片、燃气轮机部件以及化工设备的高温部件中。在这些应用中,材料需长时间承受高温和应力,因此对材料性能要求极高。Inconel 713C的稳定表现为这些应用提供了可靠的材料保障。