IN738LC adalah superalloy berbasis Ni yang penting yang banyak digunakan untuk membuat komponen bagian panas pada mesin turbin gas. Material ini memiliki sifat mekanik suhu tinggi yang sangat baik yang dikombinasikan dengan kemampuan proses yang baik.
Panduan ini memberikan gambaran umum terperinci tentang IN738LC termasuk komposisi, properti, pemrosesan, aplikasi, keunggulan, keterbatasan, pemasok, dan perbandingan dengan superalloy alternatif.
Pengantar IN738LC Superalloy
IN738LC adalah superalloy berbasis Nikel yang dapat dikeraskan dengan presipitasi dengan karakteristik utama sebagai berikut:
- Kekuatan suhu tinggi yang sangat baik dan ketahanan mulur
- Kelelahan termal dan ketahanan oksidasi yang baik
- Mempertahankan properti hingga ~1100°C
- Komposisi yang dioptimalkan untuk kemampuan proses
- Aplikasi serbaguna dalam turbin gas
- Tersedia dalam bentuk lembaran, pelat, batangan, dan bagian yang ditempa
- Dapat dilas menggunakan teknik yang sesuai
Sifatnya yang seimbang membuat IN738LC cocok untuk berbagai komponen turbin gas yang beroperasi di bawah kondisi yang menuntut.
Komposisi Kimia IN738LC
Komposisi kimia nominal IN738LC adalah:
Komposisi Kimia IN738LC
| Elemen | Berat % |
|---|---|
| Nikel | Bal. |
| Kromium | 16.0 |
| Kobalt | 8.5 |
| Aluminium | 3.4 |
| Titanium | 3.4 |
| Tantalum | 1.7 |
| Karbon | 0.11 |
| Boron | 0.001 |
- Nikel menyediakan matriks dan meningkatkan keuletan
- Kromium untuk ketahanan terhadap korosi dan oksidasi panas
- Elemen tahan api seperti Ta, Ti, W untuk memperkuat
- Karbon/boron untuk memperkuat batas butir
- Komposisi yang dioptimalkan untuk kemampuan las
Desain paduan yang seimbang memberikan kombinasi kekuatan, keuletan, dan kemampuan fabrikasi suhu tinggi.
Sifat Fisik dan Mekanik IN738LC
Sifat Fisik
- Kepadatan: 8,19 g/cm3
- Kisaran leleh: 1315-1370°C
- Konduktivitas termal: 11 W/m-K
- Modulus elastisitas: 205 GPa
- Resistivitas listrik: 125 μΩ-cm
Sifat Mekanis pada Suhu Kamar
- Kekuatan tarik: 1035 MPa
- 0.2% Kekuatan luluh: 965 MPa
- Perpanjangan: 22%
- Kekuatan kelelahan: 590 MPa
Sifat Mekanis Suhu Tinggi
- Kekuatan tarik:
- 750 MPa pada suhu 704°C
- 255 MPa pada suhu 982°C
- Kekuatan pecah:
- 240 MPa pada suhu 760°C (100 jam)
- 170 MPa pada suhu 982°C (100 jam)
Sifat-sifat tersebut membuatnya cocok untuk layanan jangka panjang hingga ~9500C dengan margin desain yang sesuai.
Aplikasi Utama Superalloy IN738LC
IN738LC dapat diterapkan di:
- Bagian-bagian turbin gas yang panas:
- Pelapis pembakar
- Saluran transisi
- Nozel turbin
- Bilah dan baling-baling turbin tahap 1 & 2
- Ruang pembakaran mesin roket
- Perlengkapan perlakuan panas
- Batang bahan bakar nuklir
- Komponen industri proses kimia
Keserbagunaannya membuatnya berguna di beberapa aplikasi suhu tinggi yang kritis di lingkungan yang menuntut.
Manufaktur dan Pengolahan IN738LC
Aspek manufaktur yang penting untuk IN738LC meliputi:
Meleleh
- Peleburan induksi vakum dan peleburan busur vakum
- Memastikan homogenitas kimiawi
Pembentukan
- Panas bekerja di atas 1150 ° C
- Pengerjaan dingin untuk lembaran dan foil
Perlakuan Panas
- Perlakuan solusi - 1120 ° C, didinginkan dengan cepat
- Pengerasan presipitasi - 845 ° C, 24 jam, berpendingin udara
Bergabung
- Berkas elektron dan mematri vakum
- Pengelasan fusi menggunakan paduan pengisi yang cocok
Pelapis
- Aluminida difusi dan pelapis overlay
- Lapisan penghalang termal
Kontrol peleburan, pengerjaan panas, perlakuan panas, penyambungan, dan pelapisan sangat penting untuk mencapai sifat yang optimal.
Mengapa Memilih Superalloy IN738LC?
Beberapa keunggulan utama IN738LC:
- Sifat mekanik suhu tinggi yang sangat baik
- Mempertahankan kekuatan dan ketahanan mulur hingga ~1100°C
- Kelelahan termal dan ketahanan oksidasi yang baik
- Fleksibilitas pemrosesan yang lebih baik dibandingkan dengan Ni-superalloy lainnya
- Dapat dilas untuk membuat komponen yang rumit
- Tersedia dalam bentuk lembaran, pelat, batangan, dan tempa
- Hemat biaya dibandingkan dengan paduan kontemporer
- Metode pemrosesan yang mapan dan data yang tersedia
- Disetujui untuk komponen mesin yang penting
Sifat seimbang dan kemampuan proses IN738LC menjadikannya pilihan ideal untuk banyak komponen bagian panas turbin gas.
Keterbatasan Penggunaan Superalloy IN738LC
Beberapa batasan yang perlu dipertimbangkan saat menggunakan IN738LC adalah:
- Kekuatan suhu tinggi yang lebih rendah dari paduan kristal tunggal terbaru
- Tidak cocok untuk komponen turbin bersuhu sangat tinggi
- Rentan terhadap retak akibat usia regangan selama pembentukan
- Membutuhkan perlakuan panas yang dikontrol dengan cermat
- Ketahanan oksidasi yang lebih rendah daripada paduan bantalan Nb
- Kemampuan las tidak sebaik IN718
- Pembentukan dapat menyebabkan tegangan sisa
IN738LC mungkin tidak cocok untuk lingkungan yang sangat menuntut. Desain dan pemrosesan yang tepat adalah kunci untuk mengurangi keterbatasan.
IN738LC Pemasok Superalloy
Beberapa pemasok terkemuka paduan IN738LC meliputi:
- Perusahaan Logam Khusus
- Allegheny Technologies
- Haynes International
- Teknologi Tukang Kayu
- Teknologi Material Sandvik
- Precision Castparts Corp.
IN738LC tersedia sebagai:
- Lembar / Piring
- Bar
- Penempaan stok
- Kawat
- Bahan habis pakai pengelasan
Berbagai bentuk produk ditawarkan untuk memenuhi kebutuhan fabrikasi yang berbeda.
Biaya Superalloy IN738LC
Indikator Biaya IN738LC
- Lembar: $90-110/kg
- Batang: $100-120 / kg
- Stok tempa: $110-130 / kg
- Biaya tergantung pada ukuran, kuantitas, pemasok, dan biaya bahan baku
- Umumnya 10-15% lebih ekonomis daripada paduan Ni kontemporer
- Membutuhkan bahan baku dengan kemurnian tinggi sehingga meningkatkan biaya
IN738LC memberikan kinerja yang hemat biaya untuk banyak aplikasi turbin gas. Perjanjian jangka panjang dapat mengamankan harga yang stabil.
Perbandingan IN738LC dengan Superalloy Alternatif
Perbandingan dengan IN718
- IN738LC memiliki kemampuan suhu yang lebih tinggi
- Sifat mulur dan kelelahan termal yang lebih baik
- Mengurangi masalah pembentukan dibandingkan IN718
- IN718 menawarkan kemampuan las yang lebih baik
Perbandingan dengan IN713C
- IN738LC memiliki kekuatan tarik dan mulur yang lebih tinggi
- Peningkatan stabilitas fase
- Koefisien ekspansi lebih rendah dari IN713C
- IN713C menawarkan kemampuan fabrikasi yang lebih baik
Perbandingan dengan Paduan Ni Kontemporer
- Paduan canggih seperti Renes N5, CMSX-4 menawarkan kekuatan suhu yang lebih tinggi
- Namun, mereka juga memiliki fabrikasi yang lebih buruk dan biaya yang lebih tinggi
- IN738LC memberikan kombinasi properti yang hemat biaya
Pertanyaan Umum
T: Apa saja aplikasi utama paduan IN738LC?
J: Aplikasi utama adalah bagian bagian panas turbin gas seperti burner, saluran transisi, nozel, baling-baling turbin, dan bilah. Ini juga digunakan dalam mesin roket dan batang bahan bakar nuklir.
T: Apa saja properti utama IN738LC?
J: Ini memiliki sifat mekanik suhu tinggi yang sangat baik hingga 1100 ° C, ketahanan lelah dan oksidasi yang baik, kekuatan tinggi, dan kemampuan fabrikasi yang lebih baik daripada Ni-superalloy lainnya.
T: Perlakuan panas apa yang digunakan untuk IN738LC?
A: Perlakuan larutan pada 1120°C diikuti dengan pengerasan presipitasi pada 845°C/24 jam. Perlakuan panas terkendali sangat penting untuk mencapai sifat yang dibutuhkan.
T: Bagaimana cara pengelasan IN738LC?
J: Sinar elektron dan pematerian vakum umumnya digunakan. Pengelasan fusi juga dapat dilakukan dengan menggunakan paduan pengisi yang cocok dan proses yang dikontrol dengan cermat.
T: Apa saja alternatif untuk IN738LC?
J: Alternatifnya termasuk IN718, IN713C dan paduan Ni tingkat lanjut seperti Renes N5, CMSX. Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan dibandingkan IN738LC.
T: Apakah IN738LC memerlukan pelapis?
J: Pelapis aluminida difusi atau pelapis lapisan dapat digunakan. Pelapis penghalang termal bermanfaat untuk komponen turbin. Pelapis meningkatkan ketahanan oksidasi dan korosi.
T: Tindakan pencegahan apa yang diperlukan saat melakukan pemesinan IN738LC?
J: Diperlukan kecepatan potong yang tinggi dengan perkakas yang tajam untuk menghindari efek pengerasan kerja. Pendingin yang banyak sangat penting. Pemesinan dapat menyebabkan tegangan sisa yang membutuhkan perlakuan panas bantuan.
T: Di mana IN738LC digunakan dalam mesin turbin gas?
J: Ini banyak digunakan untuk pelapis pembakaran, saluran transisi, nozel, baling-baling turbin tahap 1 dan 2, serta bilah di bagian yang panas.
T: Dalam bentuk apa saja IN738LC tersedia?
J: Bentuk produk yang umum termasuk lembaran, pelat, batangan, tempa, kawat. Berbagai bentuk digunakan untuk membuat komponen bagian panas berdasarkan persyaratan.