Inconel 625este apreciat pentru rezistența la coroziune, dar aceeași compoziție chimică a nichel-cromului-molibdenului îl face să se întărească mai repede și să se răstoarne mai mult decât oțelul carbon în timpul formării la rece. Producătorii care aplică reguli de îndoire a oțelului blând-la Inconel 625 ajung în mod obișnuit să aibă piese crăpate,-în afara-unghiurilor de toleranță sau scule-arse. Acest ghid explică, în termeni simpli, modul în care Inconel 625 se comportă la lucru la rece, modul în care rata sa de întărire prin lucru și revenirea elastică se compară cu oțelul inoxidabil și titan și ce practici de presare, scule și recoacere fac ca operația de formare să fie previzibilă și fără fisuri-.

Ce se întâmplă cu Inconel 625 în timpul lucrului la rece?

Prelucrarea la rece Inconel 625 își rearanjează structura cristalină pentru a crește rezistența și duritatea, reducând în același timp ductilitatea rămasă și, deoarece aliajul se întărește mai repede decât oțelul inoxidabil, acest efect de întărire apare mai devreme și mai accentuat pe măsură ce formarea progresează.

Motivație: Inconel 625 este un aliaj solid de nichel-soluție-întărit, cu fața-centrată-cubic. Când este îndoit, tras sau rulat la temperatura camerei, dislocațiile - defecte microscopice din rețeaua cristalină - se înmulțesc și se încurcă unele cu altele. Această încurcare este ceea ce face metalul mai dur și mai puternic, dar folosește și capacitatea materialului de a se întinde și mai mult fără a se crăpa. Deoarece Inconel 625 nu are o transformare de fază care să atenueze acest efect (spre deosebire de unele oțeluri inoxidabile care se pot transforma în martensită), întărirea este determinată exclusiv de dislocare-și se acumulează constant la fiecare trecere de formare.

Cât de repede se întărește Inconel 625 în comparație cu oțelul inoxidabil și titan?

Inconel 625 are un exponent de întărire la deformare (valoare n-) de aproximativ 0,4–0,5 în stare recoaptă, mai mare decât oțelul inoxidabil 316L (aproximativ 0,3–0,45) și mult mai mare decât titanul pur comercial (aproximativ 0,05 unități de rezistență pe 0,02) deformare la rece decât oricare dintre materiale.

Tabelul 1 - Exponent de întărire aproximativ-deformare la temperatura camerei-și proprietăți mecanice recoapte. Valorile reale variază în funcție de căldură, forma morii și mărimea granulelor; verificați în raport cu rapoartele de testare certificate ale morii.

Consecința practică este că Inconel 625 atinge un anumit procent de creștere a durității și rezistenței după o reducere totală la rece mai mică decât are nevoie oțelul inoxidabil pentru a atinge aceeași creștere. Producătorii obișnuiți cu comportamentul de formare al oțelului inoxidabil ar trebui să se aștepte ca Inconel 625 să se simtă vizibil mai rigid și mai rezistent la deformări ulterioare mai devreme într-o secvență de formare în mai multe-etape.

Cum afectează călirea prin muncă forța de formare și selecția echipamentului?

Deoarece Inconel 625 începe atât mai puternic, cât și se întărește mai repede decât oțelul inoxidabil, forțele de formare pentru piese cu grosime-echivalentă sunt de obicei cu 40–80% mai mari, necesitând prese cu un tonaj mai mare-, unelte mai robuste și distanțe mai conservatoare ale matriței decât configurația din oțel inoxidabil dintr-un magazin.

Motivație: Cerințele de tonaj al presei sunt scalate cu tensiunea de curgere a materialului, care crește continuu pe parcursul cursei de formare pe măsură ce se acumulează călirea prin muncă. Subestimarea acestui fapt duce la prese cu putere redusă care se blochează la mijlocul cursei-, îndoiri incomplete sau uzură prematură a sculei. Implicațiile cheie ale echipamentelor includ:

• Tonajul presei: Prese de dimensiune pentru presiunea de curgere a Inconel 625 la sfârșitul cursei de formare, nu doar limita sa de curgere inițială, deoarece întărirea crește forța necesară pe măsură ce îndoirea progresează.
• Distanța matriței: utilizați un spațiu de perforare-pentru-la matriță puțin mai mare decât pentru oțelul inoxidabil cu grosime-echivalentă (de obicei 8–10% din grosimea pe față față de 6–8% pentru inoxidabil) pentru a reduce concentrația tensiunii de forfecare în timpul tăierii și perforarii.
• Material de scule și duritate: utilizați oțel de scule întărit (D2, A2) sau inserții din carbură pentru lucrări de volum mare-, deoarece abrazivitatea și rezistența Inconel 625 accelerează uzura sculei în comparație cu oțelul inoxidabil.
• Rigiditatea mașinii: preferați presele hidraulice sau presele mecanice cu cadru greu-care mențin forța printr-o durată mai lungă, deoarece formarea Inconel 625 beneficiază adesea de o cursă mai lentă și mai controlată decât oțelul inoxidabil.

Cât de mult ar trebui să se aștepte inginerii când formează Inconel 625?

Inconel 625 prezintă în mod obișnuit de 2-4 ori mai mare elasticitate unghiulară decât oțelul moale și ceva mai mult decât oțelul inoxidabil austenitic pentru o îndoire echivalentă, deoarece spatele elastic se scalează în funcție de raportul rezistenței de curgere la modulul elastic, iar Inconel 625 are o limită de curgere ridicată pe un modul similar cu oțelul.

Respingerea are loc deoarece fibrele exterioare ale unei coturi sunt solicitate dincolo de punctul de curgere (deformare plastică permanentă), în timp ce fibrele interioare din apropierea axei neutre rămân în intervalul elastic și încearcă să revină la forma lor originală odată ce sarcina de formare este eliberată. Mărimea acestui efect este aproximativ proporțională cu limita de curgere împărțită la modulul elastic (σy/E). Modulul de elasticitate al Inconel 625 (~207 GPa) este apropiat de cel al oțelului, dar limita sa de curgere este considerabil mai mare decât oțelul moale și moderat mai mare decât oțelul inoxidabil 316L recoapt, astfel încât raportul său σy/E - și, prin urmare, elasticitatea sa - este în mod corespunzător mai mare.

Cum se compară Inconel 625 Springback cu oțel inoxidabil și titan?

Pentru un unghi de îndoire echivalent, elasticitatea se plasează în general pe titanul cel mai înalt, Inconel 625 pe secundă, iar oțelul inoxidabil și oțelul moale progresiv mai jos, urmărind raportul de curgere{-rezistența{-la-modulul fiecărui material, mai degrabă decât rezistența sa absolută.

Tabelul 2 - Clasificare relativă cu elastic și toleranțe tipice de supraîndoire în funcție de material. Unghiul real de compensare depinde de raza de îndoire, grosime și scule; încercările de producție ar trebui să confirme valorile finale.

Care sunt cele mai bune practici pentru îndoirea foii și plăcilor Inconel 625?

Îndoirea fiabilă a Inconel 625 necesită o rază minimă de îndoire de aproximativ 1–2,5 ori grosimea materialului, în funcție de ecartament, supraîndoire deliberată pentru a compensa înapoi elastic și orientarea-liniei de îndoire pe direcția de rulare ori de câte ori este posibil.

Tabelul 3 - Raze minime de îndoire recomandate pentru Inconel 625 recoapt în funcție de grosime. Razele mai strânse cresc riscul de fisurare și pot necesita recoacere intermediară.

Cele mai bune practici suplimentare care reduc fisurarea și rebuturile dimensionale includ:

• Orientați linia de îndoire perpendiculară (90 de grade) pe direcția de rulare ori de câte ori geometria piesei o permite, deoarece ductilitatea peste granulație este de obicei mai mică decât de-a lungul acesteia, iar o linie de îndoire perpendiculară distribuie forța mai uniform.
• Îndoiți în mod intenționat după unghiul de compensare determinat din piesele de probă sau din intervalele din Tabelul 2, apoi verificați unghiul final după ce materialul se relaxează.
• Folosiți raze generoase ale nasului, mai degrabă decât niște pumni ascuțiți, care concentrează solicitarea și promovează crăparea marginilor, în special pe marginile tăiate sau decupate.
• Debavurați și neteziți marginile tăiate înainte de îndoire, deoarece-marginile tăiate conțin material-întărit, susceptibil de fisurare-care devine fibra exterioară a îndoirii.
• Îndoiți la o viteză controlată, moderată a berbecului, mai degrabă decât ștanțarea cu viteză mare-, permițând materialului să redistribuie tensiunea în loc să se rupă local.

Când este necesară recoacerea intermediară în timpul formării la rece?

Recoacere cu soluție intermediară este, în general, necesară odată ce reducerea la rece acumulată atinge aproximativ 20–30% sau mai devreme dacă apare fisurarea muchiilor, legarea sculei sau revenirea neașteptată, deoarece rata de întărire rapidă a Inconel 625 consumă ductilitate mai rapid decât oțelul inoxidabil la aceeași reducere.

Tabelul 4 - Parametri tipici de recoacere a soluției intermediare pentru Inconel 625 între operațiunile de-formare la rece. Confirmați întotdeauna parametrii față de specificațiile materialelor și procedurile de control al atmosferei cuptorului.

Omiterea recoacerii intermediare pe piesele puternic formate este una dintre cele mai frecvente cauze ale defecțiunilor de fisurare raportate pe teren, deoarece operatorul adesea nu poate distinge vizual o foaie complet întărită, predispusă la fisurare-de una cu ductilitate rămasă până când apare efectiv o fisură.

Ce procese de formare funcționează bine pentru Inconel 625 și care ar trebui evitate?

Îndoirea cu presă frână, formarea ruloului și ambutisarea adâncă cu raze generoase sunt bine-dovedite pentru Inconel 625, în timp ce ștanțarea cu rază-ascuțită,-deplasarea cu viteză mare fără condiționarea marginilor și înclinarea la rece a secțiunilor groase prezintă un risc ridicat de fisurare și ar trebui abordate numai cu proceduri calificate.

Tabelul 5 - Adecvarea proceselor comune de formare la rece-pentru Inconel 625.

Cum afectează lucrul la rece rezistența la coroziune și proprietățile mecanice ale Inconel 625?

Prelucrarea moderată la rece mărește rezistența și duritatea Inconel 625 fără a reduce semnificativ rezistența generală la coroziune, dar munca grea la rece, combinată cu expunerea ulterioară la temperaturi ridicate, poate crește susceptibilitatea la fisurarea prin coroziune sub tensiune și la atacul intergranular dacă piesa nu este recoaptă corespunzător sau eliberată-după stres.

Motivație: Rezistența la coroziune a Inconel 625 provine în principal din conținutul său de crom și molibden formând o peliculă de oxid pasiv stabil, o proprietate chimică pe care lucrul la rece nu o îndepărtează direct. Cu toate acestea, prelucrarea la rece introduce tensiuni reziduale și o densitate mai mare a dislocațiilor, ambele putând accelera fisurarea prin coroziune sub tensiune în medii susceptibile (cum ar fi lagăre-clorură sau servicii caustice) dacă piesa rămâne în starea-formată, necoaptă. Pentru componentele care intră în funcționare agresivă, se recomandă o reducere a tensiunii-post-formare sau o recoacere cu soluție completă pentru a restabili o structură complet recristalizată, complet recristalizată, înainte ca piesa să fie pusă în funcțiune.

Ce practici de scule și lubrifiere reduc uzura și uzura sculelor?

Uzura și uzura prematură a sculelor sunt minimizate prin utilizarea lubrifianților cu presiune extremă-fără clor-, suprafețe de scule lustruite sau acoperite și viteze de formare mai mici, deoarece tendința Inconel 625 de a se întări și de a adera la oțelul pentru scule este semnificativ mai mare decât cea a oțelului carbon.

Utilizați lubrifianți fără-clor, fără sulf-, formulați pentru aliaje de nichel, pentru a evita riscul de fisurare prin coroziune sub tensiune din reziduurile de lubrifiant la temperaturi ridicate.

• Specificați scule din oțel de scule lustruit, întărit (D2/A2) sau carbură-pentru a rezista uzurii adezivelor cauzate de tendința Inconel 625 la uzură.
• Aplicați acoperiri PVD (cum ar fi TiN sau TiAlN) pe unelte de producție cu volum mare-pentru a reduce și mai mult frecarea și uzura.
• Reduceți viteza de formare în comparație cu practica din oțel carbon, permițând o mai bună reținere a peliculei de lubrifiant și o distribuție mai uniformă a tensiunii.
• Curățați sculele și reaplicați lubrifiant în mod frecvent în timpul unei execuții de producție, deoarece materialul stricat se transferă rapid pe compușii de suprafață a matriței odată ce începe.

Întrebări frecvente

Da, atunci când se utilizează raze de îndoire generoase, viteză de formare controlată, supraîndoire adecvată pentru înapoi și recoacere intermediară la o reducere cumulativă ridicată, Inconel 625 poate fi modelat la rece în mod fiabil în suporturi, tuburi și componente trase, fără crăpare.

De ce are nevoie de Inconel 625 mai multă îndoire decât oțelul inoxidabil?

Inconel 625 are nevoie de mai multă îndoire excesivă, deoarece limita de curgere în raport cu modulul său de elasticitate este mai mare decât cea a oțelului inoxidabil recoapt, ceea ce crește proporția de recuperare elastică (returnare) după îndepărtarea sarcinii de formare.

Cât de mult se întărește Inconel 625 după o singură trecere-de formare la rece?

Creșterea exactă depinde de nivelul de deformare și starea de pornire, dar exponentul de întărire la deformare-Inconel 625 de aproximativ 0,4–0,5 înseamnă că duritatea și rezistența cresc abrupt chiar și la niveluri de deformare moderate, în general mai abrupt decât oțelul inoxidabil 316L care suferă aceeași reducere.

Lucrarea la rece reduce rezistența la coroziune a Inconel 625?

Rezistența generală la coroziune nu este redusă semnificativ prin lucrul la rece moderat, dar piesele necoapte, prelucrate la rece intens, pot deveni mai susceptibile la fisurarea coroziunii prin tensiuni în medii agresive, așa că este recomandată o recoacere post-pentru lucrări critice sau foarte corozive.

Care este raza minimă de îndoire pentru tabla Inconel 625 de 3 mm grosime?

Pentru tabla Inconel 625 recoaptă cu grosimea de 3 mm, o rază de îndoire minimă de aproximativ 1,5 până la 2 ori grosimea materialului (4,5–6 mm) este un punct de plecare rezonabil, deși testele de producție ar trebui să confirme raza pentru temperarea, sculele și orientarea de îndoire specifice utilizate.