​‌​​‌​

Inconel X750 / (2.4669) / UNS N07750 / AMS 5542 / AMS 5598

​‌​​‌​

Inconel X750, Nikel alaşım malzemeler asında oldukça yaygın kullanılan malzemelerden birisi olan inconel Alloy X-750 malzeme, oldukça korozif ortamlara bile dayanabilen bir nikel alaşım malzemedir. Inconel Alloy X-750 malzeme yaşlandırılarak sertleştirilebilen bir malzemedir ve temel olarak nikel ve krom elementlerinin bir araya gelmesinden oluşmaktadır.

Yüzde 70 civarında nikel, yüzde 15 civarında krom içeren bu nikel alaşım malzeme 704 °C sıcaklığa kadar oldukça bir oksitlenme direnci göstermektedir. Ayrıca bu malzeme gene 704 °C sıcaklığa kadar çok yüksek bir mekanik dayanım gösterebilmektedir. Bu sıcaklığın üzerine çıkıldığında Alloy X-750 malzeme mekanik direncini büyük oranda yitirmektedir ancak bu malzeme 982 °C sıcaklığa kadar belirli bir miktarda mekanik direncini koruyabilmektedir. Ayrıca bu nikel alaşım malzeme Kriyojenik Sıcaklıklar diye adlandırılan sıfırın çok altındaki sıcaklıklarda bile özelliklerini çok iyi bir şekilde koruyabilmektedir.​‌​​‌​

Çok geniş bir kullanım alanına sahiptir. Gaz türbin bıçaklarında, gaz türbin tekerlerinde, türbin civatalarda ve diğer türbin bağlantı elemanlarında Alloy X-750 malzeme kullanılmaktadır. Ayrıca Alloy X-750 malzemenin en yaygın kullanıldığı bir başka alan ise roket motorlarının itme bölümündeki parçalardır. (Mesela gaz çıkış noktası) Ayrıca yüksek basınca dayanabilen bu malzeme yüksek basınç tanklarında sıkça kullanılmaktadır. Ayrıca ısı transfer bağlantı elemanlarında, ekstrüzyon itici takımlarında, ve yüksek mekanik direnç istenen birçok parçada kullanılmaktadır. Ayrıca bu kalite malzemenin yayları ve vida gibi bağlantı elemanları sıkça sıfırın altında çalışacak ortamlarda kullanılmaktadır.

​‌​​‌​

​‌​​‌​

Isıl İşlem Durumu — Bu Sayfanın Merkezi​‌​​‌​

X-750 tek bir malzeme değildir. “X-750” bir kimyayı adlandırır; durum ise parçayı adlandırır. Standart bir durum yoktur ve alıcılar rutin olarak yanlışını sipariş eder. Bu yüzden sayfa standartlarla değil, durum sistemiyle başlıyor.​‌​​‌​

AMS 5699 belirsizdir ve varsayılanı yalnızca 700 °F’ye kadar gider. Bu numara iki farklı ısıl işlemi, iki farklı asgari çekme dayanımını ve iki farklı servis penceresini kapsar. Yalnızca “AMS 5699” yazan bir satınalma siparişi hangisini alacağınızı belirlemez — ve yüksek dayanımlı varsayılan, ~700 °F üzerine çıkamayan olandır. Çevrimi ve servis sıcaklığını siparişe yazın.

Çevrimler neden böyle: 1149 °C γ′ ve çözünebilir karbürleri çözer ve dislokasyonları giderir — bu yüzden üçlü işlem sürünme dayanımı verir ve bu yüzden “çözelti tavı yapılmış malzeme soğuk işlenmemelidir; yeni dislokasyonlar üretir ve kopma özelliklerini bozar”. 843 °C/24 saat tane sınırında M₂₃C₆ çökelttirir ve γ′ bakımından fakirleşmiş bir bölge bırakır; ardından 704 °C/20 saat yaşlandırma bu bölgeyi γ′ ile doldurur. Sürünme direnci tane içi γ′ dağılımından, kopma özellikleri ise tane sınırı mikroyapısından gelir. En yüksek yaşlandırma sertliği 704 °C/20 saatte elde edilir.​‌​​‌​

Ürün Formuna Göre Standartlar — ve Üç Yaygın Hata

​‌​​‌​

​‌​​‌​

Üç hata, sırasıyla: (1) “ASTM B637 X-750 levha/sac/boru” — B637’nin başlığı “…Nickel Alloy Bars, Forgings, and Forging Stock…”‘tir; içinde yassı ürün ve tüp yoktur. (2) “ASTM B983 X-750 dikişsiz tüp” — B983’ün kalite listesi N07022, N07725, N07740, N09945, N09925, N07718, N10276 ve N06985’tir; N07750 listede yoktur. (3) “ASTM B670 X-750 levha” — B670 yalnızca UNS N07718‘i kapsar. Ayrıca AMS 5667 sac için kullanılamaz: yalnızca çubuk, bar ve dövme stoğudur ve bu, alıcıların bildiği numara olduğu için en sık yapılan form hatasıdır. AMS 5669 üreticinin “AMS 5667–5671” aralık ifadesinden çıkarsanıyor ama bağımsız listelerde yoktur — ilan etmeyin.​‌​​‌​

Kimyasal bileşim: Ni (+Co) ≥%70,0 · Cr %14,0–17,0 · Fe %5,0–9,0 · Ti %2,25–2,75 · Al %0,40–1,00 · Nb (+Ta) %0,70–1,20 · Mn ≤%1,00 · Si ≤%0,50 · Cu ≤%0,50 · C ≤%0,08 · Co ≤%1,00 · S ≤%0,01. Sertleşme mekanizması γ′ — Ni₃(Al,Ti), artı 843 °C kararlılaştırmadan sonra tane sınırında M₂₃C₆. İki gerçek ayrışma: Mn için %1,00 azami (üretici/ASTM) ile %0,30 azami (daha sıkı havacılık çubuk şartnamesi); Ti için %2,25–2,75 ile %2,25–2,70. Limitleri her zaman geldikleri standartla birlikte yayımlayın, “X-750’nin kimyası” diye değil.

Mekanik Değerler — Duruma Göre​‌​​‌​

​‌​​‌​

Sünekliğin 1000–1200 °F arasında çöküşü — durum sınırının pratik sebebi. Dengeleme + yaşlandırma durumundaki çubuğun tipik değerleri: 29 °C’de 1200 MPa çekme / %26,8 uzama; 538 °C’de 1076 MPa / %26,5; 593 °C’de 1058 MPa / %19,0; 649 °C’de 941 MPa / yalnızca %10,0 uzama (kesit daralması %17,7). Bu yüzden 593 °C (1100 °F) sınırı vardır.​‌​​‌​

Kriyojenik: üçlü ısıl işlemli çubuk 21 °C’de 1196 MPa, −76 °C’de 1282 MPa, −196 °C’de 1440 MPa, −253 °C’de 1435 MPa çekme verir; akma 700’den 896 MPa’ya çıkar, uzama %25’ten %14,5’e düşer. Çentikli çekme oranı (Kt = 6,3) oda sıcaklığında 0,70, −253 °C’de 0,65’tir — yani çentik tokluğu kriyojenikte de çökmez.

Sürünme hızları, S-N yorulma eğrileri ve yay gevşeme yüzdeleri bu sayfada yazılmamıştır — üretici bu verileri yalnızca grafik olarak yayımlar ve grafikten okunan tahminler bilinçli olarak atılmıştır.​‌​​‌​

Kaynak, Talaşlı İmalat ve Şekillendirme

Kaynak — gerinim-yaşlanma çatlaması yönetimi​‌​​‌​

Yöntemler: TIG, plazma, elektron ışını, direnç ve basınçlı oksiasetilen kaynağı. Lehimlenebilir (lehim alaşımı yaşlandırma sıcaklığının üzerinde ergimelidir, çünkü lehimden sonra yaşlandırma gelir). Direnç kaynağı tavlı veya çözelti tavlı durumda yapılır.

Yönetici kural, üreticiden aynen: “Malzeme çökelme işlemi görmüş durumdayken kaynak yapmak mümkündür, ancak ne kaynak ne de ITAB sonradan çökelme işlemine tabi tutulmalı veya çökelme sertleşmesi sıcaklık aralığındaki servis sıcaklıklarına maruz bırakılmalıdır — ana metal çatlaması tehlikesi nedeniyle.” Kaynaktan önce malzeme tavlı veya çözelti tavlı olmalıdır.​‌​​‌​

Kaynak sonrası işlem nasıl yönetilir: bir kaynaklı yapıyı yaşlandırmadan önce çözelti tavı yapın. “Isıtma hızı hızlı ve düzgün olmalıdır” — amaç çökelme sertleşmesi aralığında geçen süreyi asgariye indirmektir; ısıtma kabaca 482–871 °C arasından hızlı geçmelidir. Pratik yöntem: imal edilmiş parçayı önceden ısıtılmış fırına şarj etmek. İsteğe bağlı kaynak öncesi hazırlık işlemleri: (1) 843 °C/16 saat havada soğutma, ya da (2) 1066 °C/1 saat, saatte 14–56 °C ile 649 °C’ye fırında soğutma, havada soğutma. Pasolar arası temizlik zorunludur: oksit filmleri pasolar arasında taşlanmalı veya kumlanmalıdır.

Birleşim verimi oda sıcaklığında ~%100, 704–816 °C’de ~%80‘dir; ITAB yumuşaması olur ve kaynak birleşimleri daha düşük sürünme özelliklerinin kabul edilebildiği yerlere konumlandırılmalıdır. 16 mm levhada Filler Metal 69 ile: kaynaktan önce tavlanıp yaşlandırılmış ve kaynak sonrası işlem görmemiş enine numune 27 °C’de 855 MPa / 600 MPa / %21; kaynaktan önce tavlanıp kaynak sonrası yaşlandırılmış numune 1203 MPa / 876 MPa / %16. Yani kaynak sonrası yaşlandırma ~%40 daha fazla dayanım getirir ve bunu süneklikten öder.​‌​​‌​

Talaşlı imalat

Çökelme sertleştirmesinden önce kaba işleyin, sonra bitirin. Yaşlandırma işleme gerilmelerini giderir — çarpılmayı hesaba katın; yaşlandırılmış malzeme sonrasında boyutsal olarak kararlıdır. Yaşlandırma sırasında hafif bir kalıcı büzülme olur: 704 °C/20 saatte 0,00044 in/in (sıcak haddelenmiş), 0,00052 in/in (%20 soğuk haddelenmiş), 0,00026 in/in (tavlı) — bitmiş ölçüye işlenmiş parçalarda önemlidir. Alaşım hızla pekleşir ve “çoğu standart ferritik ve martenzitik alaşımdan daha zor işlenir”. En kolay dengeleme (885 °C) durumunda işlenir. Yüksek tezgâh gücü ve düşük kesme hızı; keskin, düzgün yüzeyli, rijit takım; sürekli ve düzgün kesme hareketi (parlamayı/pekleşmeyi önlemek için); boşluk asgaride; takım ve iş parçası rijit desteklenmeli; çok hafif paso ve ilerlemeden kaçının (pekleşmiş tabakanın altına girmek yerine üstünde kayarlar). Duruma göre sayısal kesme hızları bu sayfada yazılmamıştır — üreticinin ayrı işleme yayını ve sektör rehberi incelenemedi.​‌​​‌​

Şekillendirme, kaplama ve asitleme

Sıcak çalışma 982–1204 °C; tüm ağır sıcak iş 1038 °C üzerinde; dövmeler 982–1038 °C bandında hafif redüksiyonla bitirilebilir. Isıtmadan sonra havada soğutun; sıvı içinde su verme önerilmez (özellikle büyük kesit ve karmaşık parçalarda; sonraki ısıtmada termal çatlamaya yol açabilecek gerilmeler kurar). Şartname gereği, tavsiye değil: AMS 5667, 5670, 5671 ve 5747’in gerekliliklerini karşılamak için yaklaşık %20 nihai redüksiyon 1093 °C’nin altında yapılmalıdır; tamamen 1093 °C üzerinde bitirilen bir dövme kendi AMS kabulünden kalabilir. Soğuk şekillendirme: pekleşme hızı yüksektir; çok kademeli redüksiyonlarda yeterli ara tav gerekir. Tel 1038 °C’de proses tavına girer; tavlar arasında ~%40 soğuk redüksiyon tercih edilir.​‌​​‌​

İki hurda üreten madde: (1) Kurşun ve bakır yağlayıcılar ısıl işlemden önce mutlaka giderilmelidir — soğuk çekmede kurşun, soğuk başlıklamada ve yay imalatında bakır kullanılır; kalan kurşun sonradan “hastalanma ve çatlama” (sıvı metal gevrekleşmesi) yapar, kalan bakır yüzeyi seyreltip özellik kaybettirir. Giderme: %15–20 nitrik asit banyosu. Kurşunun yasak olduğu yerlerde (nükleer uygulamalar dâhil) oksalat kullanılır. (2) Nitrik-hidroflorik asitle asitleme X-750’ye taneler arası saldırır, özellikle çökelme sertleşmiş durumda; süre kısa tutulmalı ve banyo sıcaklığı 52 °C’yi (125 °F) geçmemelidir. Tufal giderme için ergimiş tuz ön işlemi tercih edilir.

Yaylar: üçlü ısıl işlem sırasında (özellikle 1149 °C adımında) sarkmayı önlemek için sıkı geçmeli bir mandrel üzerinde desteklenmelidir. Isıl işlemde oluşan ince oksit faydalıdır ve normalde yerinde bırakılmalıdır — mekanik olarak temizlemek gevşeme direncini düşürür, ki bu sezgiye aykırı olduğu için bitirme atölyelerinde rutin olarak ihlal edilir.​‌​​‌​

Servis Sınırları ve Fiziksel Özellikler

Fiziksel özellikler (üçlü ısıl işlemli): yoğunluk 8,28 g/cm³ (bir kaynak 8,30 der; bir toplayıcı sitede dolaşan 8,4 g/cm³ yanlıştır); ergime aralığı 1393–1427 °C; elastisite modülü 27 °C’de ~214 GPa (aynı toplayıcı 190 GPa der — fabrika değeri tercih edilir); Poisson oranı 0,29; ısıl iletkenlik 21 °C’de ~12,0 W/m·K; özgül ısı ~431 J/kg·K; ortalama doğrusal genleşme 21–93 °C arasında ~12,6 × 10⁻⁶/°C; oksitli yüzey yayma katsayısı 316 °C’de 0,895, 1093 °C’de 0,925.

Sık Sorulan Sorular​‌​​‌​

Hangi ısıl işlem durumunu sipariş etmeliyiz? Sadece “X-750” yazarsak ne olur?

Standart bir durum yoktur. “X-750” bir kimyayı adlandırır; durum parçayı adlandırır. Servis sıcaklığına göre sipariş edin. 593 °C (1100 °F) altında iki seçenek vardır: dengeleme + yaşlandırma (885 °C/24 saat havada soğutma, sonra 704 °C/20 saat havada soğutma — AMS 5667, 302–363 HB, 100 mm altında asgari 1138 MPa çekme) ve çözelti tavı + fırında soğutmalı yaşlandırma (982 °C/1 saat, sonra 732 °C/8 saat fırında 621 °C’ye, toplam 18 saat — AMS 5670/5671/5747, 32–42 HRC, asgari 1172 MPa). 1100 °F üzerinde üçlü ısıl işlem gerekir: 1149 °C/2–4 saat, 843 °C/24 saat, 704 °C/20 saat (AMS 5668), ki bu 732 °C / 310 MPa’da 100 saatlik kopma ömrüne göre nitelendirilir. Yaylar ayrı bir dünyadır: kriyojenikten 371 °C’ye 649 °C/4 saat yay temperi; ~482 °C’ye kadar gevşeme direnci için 732 °C/16 saat No. 1 temper; 482–649 °C için üçlü ısıl işlemli yay temperi. Ne ters gider: 649 °C’de dönen bir parça için dengelenmiş-yaşlandırılmış çubuk sipariş ederseniz, uzaması zaten ~%10’a düşmüş ve kopma ömrünü taşıyacak tane sınırı karbür yapısı olmayan bir malzeme alırsınız. Oda sıcaklığındaki bir cıvata için üçlü işlem sipariş ederseniz, akma dayanımınızı düşüren bir 1149 °C çevrimine para ödersiniz. Ve “dengelenmiş” ile “tavlı” aynı şey değildir: dengelenmiş çubuk hiç çözelti tavı görmemiştir, dolayısıyla başka bir duruma yeniden yaşlandıramazsınız.​‌​​‌​

X-750, Inconel 718 ve Waspaloy — hangisi gerçekten gerekli?

Üçünü sıcaklığa ve kaynak yapmak zorunda olup olmadığınıza göre ayırın. X-750 γ′ (Ni₃(Al,Ti)) alaşımıdır. Dayanım hikâyesi ~704 °C’de biter; üreticinin 982 °C’ye kadar oksidasyon direnci ataması aynı şey değildir. Üçünün en ucuzudur, her fabrika formunda bulunur, fiilen manyetik değildir (70 °F’de geçirgenlik 1,0020–1,0035) ve kriyojenikten yukarı yay ve cıvatalamada olağanüstüdür — −253 °C’ye kadar test edilmiş, çekme dayanımı ~1435 MPa’ya çıkarken uzama hâlâ %14,5. Inconel 718, imalat kaynak içeriyorsa seçilecek olandır. Niyobyum esaslı sertleşmesi bilinçli olarak yavaştır: üretici, “alaşımın yaşlandırma sıcaklık aralığından normal hızlarda ısıtılıp soğutulabildiği ve yine de yumuşaklık ve sünekliğini koruduğunu” yazar ve kaynak sonrası çatlamaya direncini “olağanüstü” diye niteler; servis aralığı −253 ile 704 °C. X-750’nin böyle bir payı yoktur — kaynaklı bir X-750 yapıyı yanlış yaşlandırırsanız ana metal çatlar. Waspaloy ise sıcaklık satın alır: %18–21 Cr, %12–15 Co, %3,5–5 Mo ve %2,75–3,25 Ti ile 1000 saatlik kopma dayanımı 649 °C’de 614 MPa, 760 °C’de 290 MPa, 871 °C’de 110 MPa’dır; kritik dönen parçalarda 649 °C’ye, daha az zorlu işlerde 871 °C’ye kadar kullanılır. Bedelini maliyet ve dövme zorluğuyla ödersiniz.​‌​​‌​

Tedarikçi “ASTM B637 X-750 levha” veya “ASTM B983 X-750 tüp” teklif etti. Gerçek mi?

Hayır, ve ikisini de sipariş çıkmadan yakalamak gerekir. ASTM B637‘nin başlığı “Standard Specification for Precipitation-Hardening and Cold Worked Nickel Alloy Bars, Forgings, and Forging Stock for Moderate or High Temperature Service”‘tir (güncel baskı B637-26) ve kapsamı “çubuk, bar, dövme ve dövme stoğu”dur. İçinde levha, sac, şerit veya tüp yoktur; yassı ürüne düzenlenmiş bir B637 sertifikası o ürün hakkında hiçbir şey sertifikalandırmaz. ASTM B983 gerçekten dikişsiz nikel alaşımı boru ve tüpü kapsar, ama alaşım listesi N07022, N07725, N07740, N09945, N09925, N07718, N10276 ve N06985’tir — N07750 aralarında yoktur. X-750 dikişsiz tüpü AMS 5582 ile alınır: 704 °C/20 saat yaşlandırılmış, asgari 1069 MPa çekme ve 732 °C / 310 MPa’da 23 saatlik kopma şartıyla. Bazen X-750 levha için önerilen ASTM B670 ise yalnızca UNS N07718‘i kapsar. Aslında X-750’nin yassı ürün için hiçbir ASTM standardı yoktur: sac, şerit ve levha AMS 5542 (704 °C/20 saat yaşlandırma) veya AMS 5598 (fırında soğutmalı yaşlandırma) ile alınır — ve serideki komşu numaralar AMS 5596 ile 5597’nin Inconel 718 sac şartnameleri olduğuna dikkat edin, X-750 değil.​‌​​‌​

​‌​​‌​

​‌​​‌​

​‌​​‌​