Листы из сплава Инконель-690: жаропрочный никель-хромовый прокат для агрессивных сред
Листы из сплава Инконель-690 (UNS N06690, DIN 2.4642) — это деформируемый никель-хромовый прокат с содержанием хрома 27–31 % и никеля не менее 58 %. Сплав создавался как коррозионностойкий материал с повышенной стойкостью к межкристаллитному растрескиванию под напряжением (МКРН) в высокотемпературной воде и перегретом паре. В отличие от Инконеля-600, увеличенная доля хрома обеспечивает стойкость к коррозионному растрескиванию в средах с хлоридами и щелочами при температурах до 650 C. Листовой прокат поставляется в горячекатаном, холоднокатаном и термообработанном состоянии с регламентированным размером зерна.
Химический состав и структура
Сплав легирован никелем и хромом, дополнительно содержит железо (7–11 %), а также микродобавки титана и алюминия. Углерод ограничен на уровне 0,05 %, что снижает риск выделения карбидов хрома по границам зёрен при эксплуатации в диапазоне 400–600 C. Именно низкое содержание углерода и повышенный хром определяют стойкость к сенсибилизации и МКРН.
- Ni — основа, не менее 58 %
- Cr — 27,0–31,0 %
- Fe — 7,0–11,0 %
- C — не более 0,05 %
- Ti, Al — микролегирование для стабилизации структуры
- Примеси серы и фосфора — жёстко ограничены
Механические свойства листового проката
Предел текучести термообработанного листа — не менее 240 МПа, временное сопротивление — от 585 МПа. Относительное удлинение при разрыве — 30–45 % в зависимости от толщины и состояния поставки. Сплав сохраняет пластичность при криогенных температурах и жаропрочность вплоть до 700 C. Твёрдость по Бринеллю — 150–220 HB.
| Толщина листа, мм | Состояние поставки | Предел текучести, МПа | Временное сопротивление, МПа | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| 0,5–2,0 | холоднокатаный, отожжённый | 240 | 585 | 30 |
| 2,0–5,0 | горячекатаный, термообработанный | 240 | 585 | 35 |
| 5,0–20,0 | горячекатаный, травленый | 240 | 585 | 40 |
| 20,0–50,0 | горячекатаный, термообработанный | 240 | 585 | 45 |
Коррозионная стойкость и рабочие среды
Листы Инконель-690 применяются в средах, где стандартные нержавеющие стали 304 и 316 быстро разрушаются. Сплав устойчив к:
- высокотемпературной воде и перегретому пару в контурах АЭС;
- азотной и азотно-фтористоводородной кислотам в узлах травления;
- растворам щелочей при температурах до 400 C;
- хлоридсодержащим средам с риском МКРН;
- окислительно-восстановительным средам в нефтехимии.
Скорость коррозии в 65 % азотной кислоте при кипении — не более 0,1 мм/год. В средах с хлоридами сплав не склонен к питтингу и щелевой коррозии вплоть до 300 C.
Технологичность и обработка
Листы Инконель-690 обрабатываются давлением в горячем состоянии (ковка, гибка при 870–1150 C) и удовлетворительно деформируются в холодном состоянии с промежуточными отжигами. Сварка выполняется дуговыми методами с применением присадочного материала ERNiCrFe-7. После сварки рекомендуется термообработка при 1050–1120 C для восстановления структуры и снятия напряжений.
Области применения
- парогенераторы и теплообменники атомных энергоустановок;
- аппараты нефтехимического синтеза и установки риформинга;
- реакторы производства азотной кислоты и капролактама;
- оборудование целлюлозно-бумажной промышленности;
- системы газоочистки и дымовые трубы энергоблоков;
- ёмкости хранения агрессивных реагентов.
Вопросы и ответы
Чем Инконель-690 отличается от Инконеля-600?
Сплав 690 содержит 27–31 % хрома против 14–17 % у 600, что обеспечивает существенно более высокую стойкость к межкристаллитному растрескиванию под напряжением в высокотемпературной воде и хлоридсодержащих средах.
Какая максимальная рабочая температура листов?
Длительная эксплуатация возможна до 650–700 C. Кратковременно сплав выдерживает нагрев до 1000 C без потери коррозионной стойкости после восстановительной термообработки.
Поставляются ли листы по стандарту ASTM?
Да, прокат соответствует ASTM B168 и DIN 17750. Возможна поставка с сертификатами EN 10204 3.1 и 3.2 с результатами механических и коррозионных испытаний.
Какой присадочный материал применяется при сварке?
Используется ERNiCrFe-7 (Инконель 52) или покрытые электроды ENiCrFe-7. После сварки рекомендуется термообработка при 1050–1120 C.
