Jak wybrać stopy na podstawie gęstości i temperatury topnienia?

Wybierając stopy, należy zwrócić uwagę na ich gęstość i temperaturę topnienia. Gęstość określa rzeczywistą masę stopu. Temperatura topnienia określa graniczną temperaturę użytkowania stopu. Są to najważniejsze właściwości fizyczne stopów.

 

Jednakże ze względu na złożony skład nadstopów gęstość i temperatura topnienia różnych nadstopów znacznie się różnią. W tym artykule podsumujemy gęstość i temperatury topnienia Monelu, Inconelu, Incoloy i Hastelloy. Można go używać jako lepszego odniesienia przy wyborze stopu.

 

Gęstość stopów

Gęstość jest nieuniknioną wielkością fizyczną służącą do obliczania masy stopu. Masę materiału oblicza się mnożąc objętość materiału przez gęstość materiału. Najczęściej używanymi jednostkami gęstości są g/cm3 (system metryczny) i lb/in3 (system imperialny).

 

Stop	Gęstość		Stop	Gęstość
	funt/cal³	g/cm3		funt/cal³	g/cm3
Monel 400	0.318	8.8	Incoloy 890	0.287	7.94
Monel 401	0.321	8.91	Incoloy 903	0.298	8.25
Monel 404	0.322	8.91	Incoloy 907	0.301	8.33
Monel R-405	0.318	8.8	Incoloy 908	0.295	8.17
Monel K.-500	0.305	8.44	Incoloy 909	0.296	8.19
Inconel 600	0.306	8.47	Incoloy 925	0.292	8.08
Inconel 601	0.293	8.11	Incoloy 926	0.29	8.03
Inconel 601GC	0.293	8.11	Incoloy 945	0.296	8.2
Inconel 602CA	0.29	7.93	Incoloy 945X	0.296	8.2
Inconel 603XL	0.308	8.54	Incoloy MA956	0.262	7.25
Inconel 617	0.302	8.36	Incoloy A-286	0.287	7.94
Inconel 625	0.305	8.44	Incoloy 020	0.292	8.08
Inconel 625LCF	0.305	8.44	Incoloy 028	0.29	8
Inconel 686	0.315	8.73	Incoloy DS	0.292	8.08
Inconel 690	0.296	8.19	Incoloy 330	0.292	8.08
Inconel 693	0.28	7.77	Incoloy 25-6HN	0.29	8.02
Inconel 706	0.292	8.08	Incoloy 27-7MO	0.289	8.02
Inconel 718	0.296	8.19	Hastelloy B	0.334	9.24
Inconel 718SPF	0.297	8.22	Hastelloy B-2	0.333	9.22
Inconel 725	0.3	8.31	Hastelloy B-3	0.333	9.22
Inconel 740H	0.291	8.05	Hastelloy C-4	0.312	8.64
Inconel X-750	0.299	8.28	Hastelloy C-22	0.314	8.69
Inconel 751	0.297	8.22	Hastelloy C-22HS	0.314	8.69
Inconel MA754	0.309	8.55	Hastelloy C-276	0.321	8.89
Inconel MA758	0.294	8.14	Hastelloy C-2000	0.307	8.5
Inconel 783	0.282	7.81	Hastelloy G-3	0.294	8.14
Incoloy 800	0.287	7.94	Hastelloy G-30	0.297	8.22
Incoloy 800H	0.287	7.94	Hastelloy G-35	0.297	8.22
Incoloy 800HT	0.287	7.94	Hastelloy N	0.32	8.86
Incoloy 803	0.284	7.86	Hastelloy S	0.316	8.75
Incoloy 825	0.294	8.14	Hastelloy W	0.325	9
Incoloy 832	0.28	7.75	Hastelloy X	0.297	8.22
Incoloy 864	0.29	8.02

 

Oprócz obliczania masy, gęstość można również uwzględnić jako czynnik przy wyborze materiału. W niektórych zastosowaniach komponenty muszą być tak lekkie, jak to możliwe. W takim przypadku priorytetem powinny być stopy o mniejszej gęstości.

 

Stopy mają różną gęstość w różnych temperaturach. Dlatego ogólnie określana gęstość to gęstość w temperaturze pokojowej.

 

Temperatura topnienia stopów

Temperatura topnienia odnosi się do temperatury, w której stop zmienia się ze stałego w ciekły, gdy temperatura wzrasta. Proces ten nazywany jest również topieniem. Jednostką temperatury topnienia jest stopień (metryczny) i stopień F (imperialny).

 

Stop	Temperatura topnienia		Stop	Temperatura topnienia
	stopień F	stopień		stopień F	stopień
Monel 400	2370 ~ 2460	1300 ~ 1350	Incoloy 803	2490 ~ 2555	1365 ~ 1400
Monel 401	2370 ~ 2460	1300 ~ 1350	Incoloy 825	2500 ~ 2550	1370 ~ 1400
Monel R-405	2370 ~ 2460	1300 ~ 1350	Incoloy 864	2467-2539	1353-1393
Monel K.-500	2400 ~ 2460	1315 ~ 1350	Incoloy 890	2388 ~ 2522	1309 ~ 1383
Inconel 600	2470 ~ 2575	1354 ~ 1413	Incoloy 903	2405 ~ 2539	1318 ~ 1393
Inconel 601	2480 ~ 2571	1360 ~ 1411	Incoloy 907	2440 ~ 2550	1335 ~ 1400
Inconel 601GC	2374 ~ 2494	1301 ~ 1368	Incoloy 908	2482 ~ 2571	1361 ~ 1410
Inconel 602CA	2444 ~ 2552	1340 ~ 1400	Incoloy 909	2540 ~ 2610	1395 ~ 1430
Inconel 603XL	2516 ~ 2552	1380 ~ 1400	Incoloy 925	2392 ~ 2490	1311 ~ 1366
Inconel 617	2430 ~ 2510	1332 ~ 1380	Incoloy 926	2410 ~ 2550	1320 ~ 1400
Inconel 625	2350 ~ 2460	1290 ~ 1350	Incoloy 945	2317 ~ 2510	1270 ~ 1377
Inconel 625LCF	2350 ~ 2460	1290 ~ 1350	Incoloy 945X	2317 ~ 2510	1270 ~ 1377
Inconel 686	2440 ~ 2516	1338 ~ 1380	Incoloy MA956	2700	1480
Inconel 690	2450 ~ 2510	1343 ~ 1377	Incoloy A-286	2500 ~ 2600	1370 ~ 1430
Inconel 693	2403 ~ 2493	1317 ~ 1367	Incoloy DS	2520 ~ 2590	1380 ~ 1420
Inconel 706	2434 ~ 2499	1334 ~ 1371	Incoloy 330	2520 ~ 2590	1380 ~ 1420
Inconel 718	2300 ~ 2437	1260 ~ 1336	Incoloy 25-6HN	2470 ~ 2560	1354 ~ 1404
Inconel 718SPF	2300 ~ 2437	1260 ~ 1335	Hastelloy B-3	2500 ~ 2585	1370 ~ 1418
Inconel 725	2320 ~ 2449	1271 ~ 1343	Hastelloy C-22	2475 ~ 2550	1357 ~ 1399
Inconel 740H	2350 ~ 2484	1288 ~ 1362	Hastelloy C-22HS	2475 ~ 2550	1357 ~ 1399
Inconel X-750	2540 ~ 2600	1393 ~ 1427	Hastelloy C-276	2415 ~ 2500	1323 ~ 1371
Inconel 751	2540 ~ 2600	1390 ~ 1430	Hastelloy C-2000	2422 ~ 2476	1328 ~ 1358
Inconel MA754	2550	1400	Hastelloy G-35	2430 ~ 2482	1332 ~ 1361
Inconel MA758	2507	1375	Hastelloy N	2375 ~ 2550	1300 ~ 1400
Inconel 783	2437 ~ 2565	1336 ~ 1407	Hastelloy S	2435 ~ 2516	1335 ~ 1380
Incoloy 800	2475 ~ 2525	1357 ~ 1385	Hastelloy W	2350 ~ 2510	1290 ~ 1375
Incoloy 800H	2475 ~ 2525	1357 ~ 1385	Hastelloy X	2300 ~ 2470	1260 ~ 1355
Incoloy 800HT	2475 ~ 2525	1357 ~ 1385

 

Większość stopów jest stosowana w stanie stałym. Jeśli stop ma niższą temperaturę topnienia, można go stosować tylko w węższym zakresie temperatur. Oczywiście w praktycznych projektach stopy rzadko stosuje się w temperaturach bliskich temperatury topnienia.

 

Być może zauważyłeś, że temperatura topnienia to tak naprawdę zakres temperatur. Dzieje się tak dlatego, że stop nie topi się od razu podczas wzrostu temperatury. Kiedy stop osiągnie określoną temperaturę, zaczyna się topić. Temperatura ta nazywana jest początkową temperaturą topnienia. Wraz ze wzrostem temperatury coraz więcej części stopu topi się. Do określonej temperatury stop jest całkowicie stopiony. Temperatura ta nazywana jest temperaturą pełnego topnienia.

 

W rzeczywistości temperatura topnienia stopu spada wraz ze wzrostem ciśnienia. Dlatego też temperatura topnienia, do której się ogólnie odnosimy, to temperatura topnienia przy standardowym ciśnieniu atmosferycznym.

 

Punkt Curie stopów

Punkt Curie nazywany jest także temperaturą Curie. Odnosi się do temperatury, w której materiał przechodzi magnetycznie. Jednostkami punktu Curie są stopień (metryczny) i stopień F (imperialny).

 

Stop	Punkt Curie		Stop	Punkt Curie
	stopień F	stopień		stopień F	stopień
Monel 400	70 ~ 120	21 ~ 49	Incoloy 800	-175	-115
Inconel 600	-192	-124	Incoloy 800H	-175	-115
Inconel 601	-320	-196	Incoloy 800HT	-175	-115
Inconel 625	< -320	-196	Incoloy 825	< -320	< -196
Inconel 625LCF	< -320	-196	Incoloy 903	780 ~ 880	416 ~ 471
Inconel 706	< -109	< -78	Incoloy 907	750 ~ 850	400 ~ 455
Inconel 718	-170	-112	Incoloy 908	539	282
Inconel 718SPF	-170	-113	Incoloy 909	750 ~ 850	400 ~ 455
Inconel X-750	-225	-193	Incoloy 926	< -22	< -30
Inconel 751	-193	-125

 

 

Materiały metalowe tracą swój magnetyzm wraz ze wzrostem temperatury. Temperatura, w której metal traci swój magnetyzm, to punkt Curie.

 

Różne stopy mają różne punkty Curie. Gdy temperatura Curie stopu jest niższa niż temperatura pokojowa, stop nie jest magnetyczny w temperaturze pokojowej. I odwrotnie, stopy są magnetyczne w temperaturze pokojowej.

 

W niektórych projektach (takich jak zastosowania elektroniczne) wymagane jest, aby materiał był niemagnetyczny. W tym przypadku ważnym czynnikiem staje się temperatura Curie.