A. Schweißschwierigkeiten von Inconel 625
Inconel 625 wird als schweißbare Superlegierung auf Nickelbasis klassifiziert, erfordert jedoch die strikte Einhaltung der Schweißparameter, um häufige Fehler zu vermeiden. Seine Schweißschwierigkeiten sind mäßig -geringer als bei einigen ausscheidungsgehärteten Legierungen-, aber höher als bei herkömmlichen austenitischen rostfreien Stählen.
Wichtigste Herausforderungen beim Schweißen
Anfälligkeit für Heißrissbildung
Die Legierung hat einen hohen Gehalt an Nb und Mo, die die Viskosität des geschmolzenen Schweißbades erhöhen und dessen Fließfähigkeit verringern. Dies kann zu Erstarrungsrissen führen, wenn die Schweißgeschwindigkeit zu hoch ist oder die Wärmezufuhr unzureichend ist, da das geschmolzene Metall mit geringer Fließfähigkeit die Schrumpfungslücken zwischen den Körnern während der Erstarrung nicht füllen kann.
Sensibilisierungs- und interkristallines Korrosionsrisiko
Übermäßiger Wärmeeintrag beim Schweißen kann zur Ausfällung von Chromkarbiden (Cr₂₃C₆) entlang der Korngrenzen in der Wärmeeinflusszone (HAZ) führen, wodurch Chrom in der angrenzenden Matrix abgebaut und die interkristalline Korrosionsbeständigkeit verringert wird.
Porositätsbildung
Inconel 625 ist empfindlich gegenüber Verunreinigungen wie Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Feuchtigkeit, Öl oder Oxide auf der Oberfläche des Grundmetalls oder des Füllmetalls können zu Porosität in der Schweißnaht führen.
Empfohlene Schweißpraktiken zur Vermeidung von Schwierigkeiten
Schweißverfahren: Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW/WIG) und Gas-Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW/MIG) sind die am häufigsten verwendeten Verfahren, da sie eine präzise Kontrolle der Wärmezufuhr ermöglichen. Das Schutzgasschweißen (SMAW) ist auch für Reparaturen vor Ort anwendbar.
Zusatzwerkstoffe: Passende Zusatzwerkstoffe wie ERNiCrMo-3 (GTAW/MIG) und ENiCrMo-3 (SMAW) werden empfohlen, um die Kompatibilität der mechanischen Eigenschaften und der Korrosionsbeständigkeit sicherzustellen.
Vor-und Nach-Behandlungen: Reinigen Sie die Grundmetalloberfläche vor-, um Öl, Fett und Oxide zu entfernen. Wärmeeintrag auf 15–25 kJ/cm begrenzen; Mehrlagenschweißen ohne Zwischenkühlung vermeiden; und führen Sie nach dem Schweißen ein Glühen (falls erforderlich) bei 925–1040 Grad durch, um ausgeschiedene Karbide aufzulösen und die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen.
B. Bearbeitungsschwierigkeiten von Inconel 625
Inconel 625 ist eine schwer zu bearbeitende Legierung, die aufgrund der folgenden inhärenten Materialeigenschaften als hochschwierig eingestuft wird:
Wichtige Herausforderungen bei der Bearbeitung
Hohe Tendenz zur Kaltverfestigung
Die Legierung weist während der Bearbeitung eine starke Kaltverfestigung auf. -Jede plastische Verformung der Oberflächenschicht durch Schneidwerkzeuge erhöht schnell die Härte des verformten Bereichs (bis zum 2- bis 3-fachen der Grundhärte). Dies führt zu einem schnellen Werkzeugverschleiß, da bei den nachfolgenden Schneiddurchgängen eine härtere Oberfläche als das Ausgangsmaterial bearbeitet werden muss.
Geringe Wärmeleitfähigkeit
Inconel 625 hat eine Wärmeleitfähigkeit, die nur etwa ein -Drittel höher ist als die von Kohlenstoffstahl. Während der Bearbeitung kann die beim Schneiden erzeugte Wärme nicht effizient abgeleitet werden, sie staut sich an der Schnittstelle zwischen Werkzeug und Span und verursacht hohe Temperaturen (bis zu 1000 Grad). Dies beschleunigt den Werkzeugverschleiß, das Abplatzen der Kanten und sogar den Ausfall des Werkzeugs.
Hohe Schnittkräfte
Der Mischkristallverfestigungseffekt von Mo und Nb verleiht der Legierung eine hohe Zugfestigkeit und Zähigkeit, was im Vergleich zu rostfreien Stählen höhere Schnittkräfte erfordert. Dies stellt höhere Anforderungen an die Steifigkeit der Bearbeitungsgeräte und Werkzeughalter.
Empfohlene Bearbeitungspraktiken zur Reduzierung der Schwierigkeit
Schneidwerkzeuge: Verwenden Sie Werkzeuge aus Hartmetall mit verschleißfesten Beschichtungen (z. B. TiN, TiCN, TiAlN) oder Werkzeuge aus polykristallinem kubischem Bornitrid (PCBN) für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung. Vermeiden Sie Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl (HSS), da diese schnell verschleißen.
Bearbeitungsparameter: Verwenden Sie niedrige Schnittgeschwindigkeiten (50–100 m/min beim Schruppen, 100–150 m/min beim Schlichten), hohe Vorschübe und eine mäßige Schnitttiefe. Minimieren Sie die Verweilzeit des Werkzeugs am Werkstück, um die Kaltverfestigung zu reduzieren.
Kühlmittel und Schmierung: Verwenden Sie Hochdruck-Kühlmittelsysteme mit schwefelhaltigen oder chlorierten Schneidflüssigkeiten, um die Wärmeableitung zu verbessern und die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück zu verringern.
Bearbeitungsstrategie: Führen Sie leichte, kontinuierliche Schnitte anstelle schwerer, intermittierender Schnitte durch; Halten Sie stets scharfe Werkzeugkanten bereit. und vermeiden Sie ein Nachschneiden der kaltverfestigten Oberflächenschicht.
