Für Betriebsbedingungen, die eine außergewöhnliche Hochtemperaturfestigkeit, Kriechfestigkeit und überlegene Beständigkeit gegen aggressive Korrosion (insbesondere Chlorid, Meerwasser und oxidierende Hochtemperaturumgebungen) erfordern, ist Inconel (Superlegierungen auf Nickelbasis) trotz seiner höheren Anschaffungskosten die richtige Wahl; für allgemeine strukturelle, architektonische, lebensmitteltaugliche und viele maritime oder chemische Anwendungsfälle, bei denen Kosten, Formbarkeit und Schweißbarkeit entscheidend sind, bleiben nichtrostende Stähle (Eisen-Chrom-Nickel-Legierungen, z. B. 304/316) die beste Wahl. Bei der Auswahl sollten Sie sich an der Betriebstemperatur, dem Korrosionsmechanismus, den mechanischen Belastungen und den Lebenszykluskosten orientieren und nicht an der Marke oder dem Instinkt.
Metallurgische Grundlagen
Kernunterschied
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Inconel ist ein geschützter Familienname für Superlegierungen auf Nickel-Chrom-Basis (Ni-Cr)oft mit Zusätzen von Mo, Nb (Columbium), Ti, Al und anderen Elementen, die ein zähes, hochtemperaturbeständiges Gefüge stabilisieren. Gängige Legierungen: Inconel 625 (fest-gelöst verstärkt) und Inconel 718 (aushärtbar durch Niederschlag).
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Rostfreie Stähle sind Eisenbasislegierungen mit ≥10,5% Chrom (Cr) zur Bildung einer passiven Oxidschicht; viele enthalten Nickel (Ni) zur Stabilisierung der austenitischen Phase (z. B. 304, 316). Sie umfassen ferritische, austenitische, martensitische und Duplex-Familien.
Folgen für die Mikrostruktur
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Nickelbasislegierungen behalten ihre Festigkeit und Zähigkeit bei erhöhten Temperaturen, da die Ni-Matrix und die Legierungszusätze diffusions- und erweichungsbeständig sind; bestimmte Legierungen (718) bilden γ′/γ″-Ausscheidungen, die die Streckgrenze nach der Alterung drastisch erhöhen.
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Austenitische nichtrostende Stähle beruhen auf einer kubisch-flächenzentrierten Eisenmatrix, die durch Ni stabilisiert wird. Sie sind bei Raumtemperatur und gemäßigten Temperaturen duktil und korrosionsbeständig, werden jedoch bei hohen Betriebstemperaturen schneller weich und verlieren an Kriechfestigkeit als Nickelsuperlegierungen.
Schnappschüsse der chemischen Zusammensetzung
Die folgende Tabelle zeigt vereinfachte, typische Zusammensetzungen für repräsentative Sorten. (Verwenden Sie für die Beschaffung die Datenblätter der Hersteller und die Kaufspezifikationen; die Zusammensetzungen variieren je nach Spezifikation und Hersteller).
Element / Klasse | Inconel 625 (typisch wt%) | Inconel 718 (typisch wt%) | Rostfreier Stahl 304 (typisch wt%) | Edelstahl 316 (typisch wt%) |
---|---|---|---|---|
Ni | ~58-63 | ~50-55 | 8-12 | 10-12 |
Cr | 20-23 | 17-21 | ~18 | ~16 |
Mo | 8-10 | 2.8-3.3 | - | ~2-3 |
Nb (Cb) / Ti | 3,0-4,0 (Nb) | 4,8-5,5 (Nb) + Ti-Spur | - | - |
Fe | Bilanz | Bilanz | ~69 | ~66 |
C | ≤0.10 | ≤0.08 | ≤0.08 | ≤0.08 |
(Quellen: Technische Merkblätter der Hersteller und Datenblätter der Legierungen).
Mechanische Eigenschaften und Temperaturverhalten
Festigkeit und Zähigkeit bei Raumtemperatur
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Viele Inconel-Legierungen haben bei Raumtemperatur eine höhere Zugfestigkeit und Streckgrenze als herkömmliche austenitische nichtrostende Stähle. Zum Beispiel haben Inconel 625 und 718 höhere Streckgrenzen/Zugfestigkeitsbereiche und eine höhere Dauerfestigkeit als 304/316.
Verhalten bei erhöhter Temperatur (entscheidender Unterschied)
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Kriech- und Berstfestigkeit: Inconel-Legierungen (insbesondere ausscheidungsgehärtete Sorten wie 718) weisen eine wesentlich höhere Kriechbeständigkeit bis zu mehreren hundert °C (und bei einigen Legierungen bis zu 700-1000 °C) auf als nichtrostende Stähle, die je nach Sorte ab etwa 400-600 °C an Tragfähigkeit verlieren.
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Thermische Stabilität: Nickelbasislegierungen widerstehen dem Kornwachstum und erhalten die Ermüdungslebensdauer bei Temperaturwechseln besser als herkömmliche Edelstahlsorten.
Beispiel für mechanische Eigenschaften (vereinfacht)
Eigentum | Inconel 718 (gealtert) | Inconel 625 | Edelstahl 316L |
---|---|---|---|
Zugfestigkeit (MPa) | 950-1400 (je nach Temperament) | 620-900 | ~485-620 |
Streckgrenze (MPa) | 760-1100 | 275-550 | ~170-310 |
Nutzbare Betriebstemperatur (°C) | -250 bis ~700+ (je nach Belastung) | -200 bis ~650 | -200 bis ~400 (typisch) |
(Quellen: technische Datenblätter und MatWeb/ASM-Datenblätter). |
Äquivalente Inconel-Güteklassen
STANDARD | WERKSTOFF NR. | UNS | GOST | AFNOR | JIS | BS | DE | OR |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Inconel 600 | 2.4816 | N06600 | МНЖМц 28-2,5-1,5 | NC15FE11M | NCF 600 | NA 13 | NiCr15Fe | ЭИ868 |
Inconel 601 | 2.4851 | N06601 | XH60BT | NC23FeA | NCF 601 | NA 49 | NiCr23Fe | ЭИ868 |
Inconel 617 | 2.4663 | N06617 | ||||||
Inconel 625 | 2.4856 | N06625 | ХН75МБТЮ | NC22DNB4M | NCF 625 | NA 21 | NiCr22Mo9Nb | ЭИ602 |
Inconel 690 | 2.4642 | N06690 | ||||||
Inconel 718 | 2.4668 | N07718 | ||||||
Inconel 725 | - | N07725 | ||||||
Inconel X-750 | 2.4669 | N07750 |
Schmelzpunkt, Dichte und Zugfestigkeit von Inconel
Dichte | Schmelzpunkt | Zugfestigkeit | Streckgrenze (0,2%Offset) | Dehnung | |
---|---|---|---|---|---|
600 | 8,47 g/cm3 | 1413 °C (2580 °F) | Psi - 95.000 , MPa - 655 | Psi - 45.000 , MPa - 310 | 40 % |
601 | 8,1 g/cm3 | 1411 °C (2571 °F) | Psi - 80.000 , MPa - 550 | Psi - 30.000 , MPa - 205 | 30 % |
617 | 8,3 g/cm³ | 1363°C | ≥ 485 MPa | ≥ 275 MPa | 25 % |
625 | 8,4 g/cm3 | 1350 °C (2460 °F) | Psi - 135.000 , MPa - 930 | Psi - 75.000 , MPa - 517 | 42.5 % |
690 | 8,3 g/cm³ | 1363°C | ≥ 485 MPa | ≥ 275 MPa | 25 % |
718 | 8,2 g/cm3 | 1350 °C (2460 °F) | Psi - 135.000 , MPa - 930 | Psi - 70.000 , MPa - 482 | 45 % |
725 | 8,31 g/cm3 | 1271°C-1343 °C | 1137 MPa | 827 MPa | 20 % |
X-750 | 8,28 g/cm3 | 1430°C | 1267 MPa | 868 MPa | 25 % |
Rostfreier Stahl
Äquivalente Edelstahlsorten
STANDARD | WERKSTOFF NR. | UNS | JIS | BS | GOST | AFNOR | DE |
SS 304 | 1.4301 | S30400 | SUS 304 | 304S31 | 08Х18Н10 | Z7CN18-09 | X5CrNi18-10 |
SS 304L | 1.4306/1.4307 | S30403 | SUS 304L | 304S11 | 03Х18Н11 | Z3CN18-10 | X2CrNi18-9 / X2CrNi19-11 |
SS 310 | 1.4845 | S31000 | - | - | - | - | - |
SS 310S | 1.4845 | S31008 | SUS310S | - | 20Ch23N18 | - | X8CrNi25-21 |
EDELSTAHL 316 | 1.4401 / 1.4436 | S31600 | SUS 316 | 316S31 / 316S33 | - | Z7CND17-11-02 | X5CrNiMo17-12-2 / X3CrNiMo17-13-3 |
EDELSTAHL 316L | 1.4404 / 1.4435 | S31603 | SUS 316L | 316S11 / 316S13 | 03Ch17N14M3 / 03Ch17N14M2 | Z3CND17-11-02 / Z3CND18-14-032 | X2CrNiMo17-12-2 / X2CrNiMo18-14-3 |
SS 317 | 1.4449 | S31700 | SUS 317 | - | - | - | X6CrNiMo19-13-4 |
SS 317L | 1.4438 | S31703 | SUS 317L | - | - | - | X2CrNiMo18154 |
SS 321 | 1.4541 | S32100 | SUS 321 | - | 08Ch18N10T | - | X6CrNiTi18-10 |
SS 321H | 1.4541 | S32109 | SUS 321H | - | - | - | X6CrNiTi18-10 |
SS 347 | 1.4550 | S34700 | SUS 347 | - | 08Ch18N12B | - | X6CrNiNb18-10 |
SS 347H | 1.4961 | S34709 | SUS 347H | - | - | - | X7CrNiNb18-10 |
SS 446 | 1.4762 | S44600 | - | - | - | - | - |
Rostfreier Stahl Zusammensetzung
Klasse | C | Mn | Si | P | S | Cr | Mo | Ni | N |
SS 304 | 0,08 max | 2 max | 0,75 max | 0,040 max | 0,030 max | 18 - 20 | - | 8 - 11 | - |
SS 304L | 0,03 max | 2 max | 0,75 max | 0,045 max | 0,030 max | 18 - 20 | - | 8 - 12 | 0,10 max |
SS 310 | 0,25 max | 2 max | höchstens 1,50 | 0,045 max | 0,030 max | 24 - 26 | - | 19 - 22 | - |
SS 310S | 0,08 max | 2 max | höchstens 1,50 | 0,045 max | 0,030 max | 24 - 26 | - | 19 - 22 | - |
EDELSTAHL 316 | 0,08 max | 2 max | 0,75 max | 0,045 max | 0,030 max | 16 - 18 | 2 - 3 | 10 - 14 | 0,1 max |
EDELSTAHL 316L | 0,3 max | 2 max | 0,75 max | 0,045 max | 0,030 max | 16 - 18 | 2 - 3 | 10 - 14 | 0,10 max |
SS 317 | 008 max | 2 max | 1 max | 0,040 max | 0,03 max | 18 - 20 | 3 - 4 | 11 - 14 | 0,10 max |
SS 317L | 0,035 max | 2 max | 1 max | 0,040 max | 0,03 max | 18 - 20 | 3 - 4 | 11 - 15 | - |
SS 321 | 0,08 max | 2 max | 0,75 max | 0,045 max | 0,03 max | 17 - 19 | 5xC min 0,60% max |
9 - 12 | 0,10 max |
SS 321H | 0,04 - 0,10 max | 2 max | 0,75 max | 0,045 max | 0,03 max | 17 - 19 | 4xC min 0,60% max |
9 - 12 | 0,10 max |
SS 347 | 0,08 max | 2 max | 0,75 max | 0,045 max | 0,03 max | 17 - 20 | 10xC min 1,00 max |
9 - 13 | 62.74 |
SS 347H | 0.04 - 0.10 | 2 max | 0,75 max | 0,045 max | 0,03 max | 17 - 20 | 8xC min 1,00 max |
9 - 13 | 62.74 |
SS 446 | 0,2 max | 1,5 max | 0,75 max | 0,040 max | 0,03 max | 23 - 30 | 0.10 - 0.25 | 0,50 max | Bilanz |
Schmelzpunkt, Dichte und Zugfestigkeit von Edelstahl
Klasse | Dichte | Schmelzpunkt | Zugfestigkeit | Streckgrenze (0,2%Offset) | Dehnung |
SS 304 | 8,0 g/cm3 | 1400 °C (2550 °F) | Psi - 75000 , MPa - 515 | Psi - 30000 , MPa - 205 | 35 % |
SS 304L | 8,0 g/cm3 | 1400 °C (2550 °F) | Psi - 75000 , MPa - 515 | Psi - 30000 , MPa - 205 | 40 % |
SS 310 | 8,0 g/cm3 | 1454 °C (2650 °F) | Psi - 75000 , MPa - 515 | Psi - 30000 , MPa - 205 | 35 % |
SS 310S | 8,0 g/cm3 | 1454 °C (2650 °F) | Psi - 75000 , MPa - 515 | Psi - 30000 , MPa - 205 | 35 % |
EDELSTAHL 316 | 8,0 g/cm3 | 1454 °C (2650 °F) | Psi - 75000 , MPa - 515 | Psi - 30000 , MPa - 205 | 35 % |
EDELSTAHL 316L | 8,0 g/cm3 | 1454 °C (2650 °F) | Psi - 75000 , MPa - 515 | Psi - 30000 , MPa - 205 | 40 % |
SS 317 | 8,0 g/cm3 | 1454 °C (2650 °F) | Psi - 75000 , MPa - 515 | Psi - 30000 , MPa - 205 | 35 % |
SS 317L | 8,0 g/cm3 | 1454 °C (2650 °F) | Psi - 75000 , MPa - 515 | Psi - 30000 , MPa - 205 | 35 % |
SS 321 | 8,0 g/cm3 | 1454 °C (2650 °F) | Psi - 75000 , MPa - 515 | Psi - 30000 , MPa - 205 | 35 % |
SS 321H | 8,0 g/cm3 | 1454 °C (2650 °F) | Psi - 75000 , MPa - 515 | Psi - 30000 , MPa - 205 | 35 % |
SS 347 | 8,0 g/cm3 | 1454 °C (2650 °F) | Psi - 75000 , MPa - 515 | Psi - 30000 , MPa - 205 | 40 % |
SS 347H | 8,0 g/cm3 | 1454 °C (2650 °F) | Psi - 75000 , MPa - 515 | Psi - 30000 , MPa - 205 | 40 % |
SS 446 | 7,5 g/cm3 | 1510 °C (2750 °F) | Psi - 75.000 , MPa - 485 | Psi - 40.000 , MPa - 275 | 20 % |
Korrosionsverhalten: Was greift was an?
Rostfreier Stahl (304, 316) - Stärken und Schwächen
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Austenitische nichtrostende Stähle bilden einen passiven Chromoxidfilm, der ihnen eine allgemeine Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion, viele Chemikalien und mäßige Meerwassereinwirkung verleiht (316 ist wegen des Mo besser als 304). Sie sind jedoch anfällig für Lochfraß und Spaltkorrosion in chloridhaltiger Umgebungund bestimmte Sorten können unter Zugbelastung und bei erhöhten Temperaturen Spannungsrisskorrosion erleiden.
Inconel - breiterer Korrosionsschutzbereich
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Viele Nickelbasislegierungen haben Hervorragende Beständigkeit gegen Lochfraß, Spaltkorrosion, Chlorid-Spannungskorrosionsrisse sowie Hochtemperaturoxidation und AufkohlungInconel 625 zeichnet sich durch Seewasserbeständigkeit und Beständigkeit gegen chloridinduzierte Risse aus, während 718 ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit für den harten Einsatz bietet. Bei aggressiven Medien (starke Oxidationsmittel, heiße Chloridumgebungen) übertrifft Inconel oft die Leistungen von rostfreien Stählen.
Praktische Regel
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Wenn die Flüssigkeit oder die Umgebung Folgendes enthält Chloride bei erhöhter Temperatur, Säure/Chlorid-Gemische oder oxidierende Salze und Sie benötigen eine lange Lebensdauerbevorzugen Nickellegierungen. Wenn Wirtschaftlichkeit und Umformbarkeit für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen im Vordergrund stehen, sind nichtrostende Stähle in der Regel ausreichend.
Fabrikation, Schweißen und Bearbeitung
Formgebung und Gestaltung
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Rostfreie Stähle (Serie 300) lassen sich leicht umformen und kaltverformen; sie verzeihen bei der Blech- und Rohrherstellung mit gängigen Umformverfahren.
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Inconel Legierungen lassen sich schwerer kaltverformen und erfordern möglicherweise höhere Kräfte und sorgfältige Glühzyklen, um Kaltverfestigung zu vermeiden.
Schweißen und Fügen
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Viele Inconel-Legierungen sind schweißbar, aber sie erfordern oft kontrollierte Wärmebehandlungen vor und nach dem Schweißen und passende Schweißzusätze (insbesondere ausscheidungsgehärtete Sorten wie 718, um Rissbildung oder Eigenschaftsverluste zu vermeiden). Das Schweißen von rostfreiem Stahl ist im Allgemeinen einfacher für 304/316, aber bei beiden kann die Wahl des Schweißzusatzes erforderlich sein, um Sensibilisierung oder Heißrissbildung zu vermeiden.
Bearbeitung
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Inconel-Legierungen sind schwerer zu bearbeiten als nichtrostende Stähle - sie sind kaltverfestigt, haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit und erfordern starre Werkzeuge, beschichtete Wendeplatten und niedrigere Schnittgeschwindigkeiten. Dies erhöht die Fertigungszeit und die Kosten. Die Bearbeitung von rostfreiem Stahl ist ebenfalls nicht trivial, aber die konventionellen Verfahren sind ausgereifter und oft billiger.
Normen, Noten und Beschaffungshinweise
Wichtige Normen und Spezifikationen
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Für Platten/Bleche/Bänder aus nichtrostendem Stahl: ASTM A240 / A240M (spezifiziert die chemischen und mechanischen Anforderungen für viele nichtrostende Sorten).
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Für Inconel/Nickellegierungen: die technischen Merkblätter der Hersteller und die ASTM-Spezifikationen für die gewünschte Form heranzuziehen - zum Beispiel ASTM B637 deckt bestimmte Stangen und Schmiedestücke aus Nickellegierungen ab und wird üblicherweise für IN718-Materialien herangezogen; für einzelne Legierungen gibt es auch AMS-, ISO- und proprietäre Spezifikationen.
Rückverfolgbarkeit & Prüfberichte
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Für kritische Anwendungen anfordern Werksprüfzeugnisse (MTC) nach EN 10204 3.1 oder 3.2 (oder gleichwertig), Härteberichte, Wärmebehandlungsprotokolle und ggf. NDT-/Druckprüfprotokolle.
Kosten, Verfügbarkeit und Lebenszyklusökonomie
Anschaffungspreis
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Nickelbasislegierungen kosten in der Regel wesentlich mehr pro kg als herkömmliche nichtrostende Stähle - oft um ein Vielfaches (je nach Markt und Legierung). Der anfängliche Kostenaufschlag kann je nach Sorte, Form und Marktvolatilität das 2-5fache oder mehr betragen. Das Nickel Institute und werkstoffwirtschaftliche Studien betonen, dass Nickellegierungen zwar teurer sind, aber bei Korrosions- und Hochtemperaturanwendungen die Lebenszykluskosten senken können.
Kosten über die gesamte Lebensdauer
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Wenn Wartung, Ausfallzeiten, Austauschhäufigkeit und Sicherheitsmargen zusammengerechnet werden, Inconel kann trotz der Anfangskosten für langlebige oder einsatzkritische Komponenten (z. B. Gasturbinen, chemische Verarbeitung, Unterwassertechnik) wirtschaftlich gerechtfertigt sein, da er Ausfälle und Inspektions-/Reparaturzyklen reduziert. Nichtrostender Stahl ist oft günstiger und ideal, wenn die Betriebsbedingungen moderat bleiben.
Anwendungsmatrix (empfohlene Anwendungsfälle)
Dienstanforderung | Typisches bevorzugtes Material | Begründung |
---|---|---|
Hochtemperatur-Strukturteile >500°C unter Last | Inconel 718 / andere Ni-Superlegierungen | Behält seine Festigkeit bei, widersteht Kriechen und thermischer Ermüdung. |
Seewasser und chloridreiche, langlebige Komponenten | Inconel 625 / Hoch-Ni-Legierungen | Ausgezeichnete Beständigkeit gegen Lochfraß, Spaltbildung und SCC in Chloriden. |
Lebensmittel, Getränke, Architektur, Niedrigtemperatur-Rohrleitungen | Edelstahl 304 / 316 | Kostengünstig, korrosionsbeständig, leicht zu formen und zu schweißen. |
Kältetechnischer Dienst | Inconel 718 oder bestimmte nichtrostende Güten | Einige Inconels weisen eine gute kryogene Zähigkeit auf; wählen Sie die Sorte sorgfältig aus. |
Verschraubung in korrosiver Hitze | Inconel (für kritische Anwendungen) oder Duplex-Edelstahl (für moderate Anwendungen) | Wählen Sie je nach Belastung, Temperatur und Korrosionsmechanismus. |
Tipps für Konstruktion und Inspektion
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Entwurf für die Inspektion: Bei der Verwendung von nichtrostenden Stählen in chloridhaltigen Gewässern ist mit einer regelmäßigen Kontrolle auf Risse und Lochfraß zu rechnen; verwenden Sie eine geeignete Konstruktion, um stagnierende Zonen zu minimieren.
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Vermeiden Sie galvanische Fallen aus unterschiedlichen Metallen ohne Isolierung - eine Nickellegierung kann in Kontakt mit bestimmten Stählen galvanische Paare bilden; dies ist bei Schraubverbindungen und Opferanoden zu berücksichtigen.
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Wärmebehandlung und Anlassen angeben für Inconel 718, um die Ausscheidungsstruktur (Lösungsbehandlung + Alterung) und die Zugfestigkeit zu gewährleisten.
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Die Oberflächenbeschaffenheit ist wichtig: glattere Oberflächen verringern die Anfälligkeit für Lochfraß; für kritische Chloridanwendungen sind Ra-Ziele anzugeben.
Wichtige Vergleichstabellen
Tabelle A - Mechanischer und Temperaturvergleich (repräsentativ)
Eigentum | Edelstahl 304/316 (typisch) | Inconel 625 | Inconel 718 (gealtert) |
---|---|---|---|
Zugfestigkeit bei Raumtemperatur (MPa) | 485-620 | 620-900 | 950-1400 |
Streckung (MPa) | 170-310 | 275-550 | 760-1100 |
Nützlicher Hochtemperaturservice | bis zu ~400°C typisch | bis zu ~650°C | bis zu ~700-800°C (abhängig von der Belastung) |
Kriechstromfestigkeit | Gering bis mäßig | Mäßig-hoch | Hoch |
(Quellen: Legierungsdatenblätter und MatWeb/ASM.) |
Tabelle B - Korrosionsbeständigkeit (qualitativ)
Mittel | Edelstahl 304 | Edelstahl 316 | Inconel 625 |
---|---|---|---|
Süßwasser / Atmosphäre | Gut | Gut | Ausgezeichnet |
Seewasser/Chloridlösungen | Anfällig (Lochfraß) | Besser als 304 (Mo hilft) | Ausgezeichnet (widersteht Lochfraß, SCC) |
Heiße oxidierende Gase | Begrenzt | Begrenzt | Ausgezeichnet (Zunder/Oxidationsbeständigkeit) |
Tabelle C - Auswirkungen auf die Herstellungs- und Produktionskosten
Aufgabe | Rostfrei (304/316) | Inconel (625/718) |
---|---|---|
Umformen & Tiefziehen | Leichtere, gemeinsame Werkzeugausstattung | Härter, höhere Kraft |
Komplexität beim Schweißen | Routine | Erfordert Kontrollen, passende Füllung |
Bearbeitungszeit/Kosten | Unter | Höher (langsamere Vorschübe, Spezialwerkzeuge) |
Materialkosten | Gering bis mäßig | Hoch |
Häufige Fehler und Fallen bei der Beschaffung
-
Inconel" als Gattung kaufen ohne Angabe von Sorte, Wärmebehandlung und Form - verschiedene Inconel-Legierungen verhalten sich radikal anders (z. B. 625 gegenüber 718). Geben Sie immer die UNS-Nummer oder die firmeneigene Bezeichnung und den gewünschten Härtegrad an.
-
Unter der Annahme, dass nichtrostender Stahl eine längere Einwirkung von heißem Chlorid übersteht - Wenn Chlorid-SCC oder Lochfraß bei hohen Temperaturen möglich ist, kann rostfreier Stahl vorzeitig versagen.
-
Ohne Berücksichtigung der galvanischen Korrosion beim Mischen von Nickellegierungen mit niedrig legierten Stählen in Meerwasser - Isolierschichten vorsehen oder kompatible Verbindungselemente verwenden.
FAQs
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F: Ist Inconel stärker als rostfreier Stahl?
A: Bei Raumtemperatur und insbesondere bei erhöhten Temperaturen weisen viele Inconel-Legierungen (z. B. 718, 625) eine höhere Zug-, Streck- und Kriechfestigkeit auf als herkömmliche nichtrostende Stähle (304/316). -
F: Was ist besser für Meerwasser geeignet: Inconel oder 316er Edelstahl?
A: Obwohl 316 in vielen Meeresumgebungen gut funktioniert, bieten Nickellegierungen wie Inconel 625 eine bessere Beständigkeit gegen Lochfraß, Spaltkorrosion und Chlorid-Spannungskorrosionsrisse in aggressivem Meerwasser. -
F: Kann Inconel leicht geschweißt werden?
A: Viele Inconels sind schweißbar, aber einige Sorten (718) erfordern spezielle Schweißverfahren und eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen, um die Aushärtungseigenschaften wiederherzustellen; die Schweißkosten und die Qualifikation sind in der Regel höher als bei nichtrostenden Stählen. -
F: Gibt es nichtrostende Stähle mit ähnlichen Eigenschaften wie Inconel?
A: Superaustenitische und Duplex-/Superduplex-Edelstähle können die Hochtemperatur- und Chloridbeständigkeit verbessern, aber sie erreichen nur selten die kombinierte Hochtemperatur- und Oxidationsbeständigkeit von Nickelbasis-Superlegierungen. Vergleich nach Leistungsanforderung. -
F: Was ist teurer, Inconel oder Edelstahl?
A: Inconel und andere Nickelbasislegierungen sind in der Regel pro Masse erheblich teurer als Edelstahl 304/316 - je nach Marktbedingungen und Legierungswahl oft um ein Vielfaches teurer. -
F: Welche Inconel-Sorte eignet sich am besten für Hochtemperatur-Verbindungselemente?
A: Inconel 718 und bestimmte ausscheidungsgehärtete Nickellegierungen werden häufig für hochtemperaturbeständige, hochfeste Verbindungselemente verwendet, wobei die Auswahl von der Betriebstemperatur und der Umgebung abhängt. Fordern Sie die Einhaltung der ASTM/AMS-Spezifikationen für Verbindungselemente an. -
F: Kann rostfreier Stahl in der Tieftemperaturtechnik verwendet werden?
A: Einige nichtrostende Stähle (304L, 316L, bestimmte austenitische Stähle und Duplexstähle) weisen eine gute kryogene Zähigkeit auf; wählen Sie Legierungen mit bewährter Tieftemperaturleistung. Bestimmte Inconel-Legierungen weisen ebenfalls günstige Tieftemperatureigenschaften auf. -
F: Welche Prüfungen sollte ich beim Kauf von Inconel verlangen?
A: Verlangen Sie Werksprüfzeugnisse (3.1/3.2), Zug- und Härtetests, Wärmebehandlungsprotokolle und ggf. NDT. Für kritische Teile sind zertifizierte chemische Zusammensetzung und Rückverfolgbarkeit anzugeben. -
F: Wie sieht es mit der thermischen Ausdehnung aus?
A: Nickellegierungen haben oft einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) als nichtrostende Stähle - dies ist bei Bauteilen, die Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, von Bedeutung. Prüfen Sie die Datenblätter und die Konstruktionszuschläge. -
F: Gibt es ökologische oder regulatorische Vorteile, wenn man sich für Edelstahl im Vergleich zu Nickel entscheidet?
A: Umweltauswirkungen und Recyclingfähigkeit sind je nach Legierung und Verfahren unterschiedlich. Sowohl rostfreie Legierungen als auch Nickellegierungen sind recycelbar, aber Überlegungen zu Energie- und Ressourcenverbrauch können die Auswahl bei Projekten, die auf Nachhaltigkeit ausgerichtet sind, beeinflussen. Ziehen Sie eine Lebenszyklusanalyse in Betracht, wenn dies wichtig ist.
Wie man auswählt: Checkliste für schnelle Entscheidungen
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Übersteigt der Service 400-500°C unter anhaltender Belastung? → Magerer als Inconel/andere Ni-Basis.
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Ist Chloridpitting / SCC eine glaubwürdige Fehlerart? → Ziehen Sie Inconel 625 oder Hoch-Ni-Legierungen in Betracht.
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Ist das Budget die wichtigste Einschränkung und sind die Lasten/Tempi moderat? → Edelstahl 304/316 ist wahrscheinlich ausreichend.
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Sind die Herstellungs- und Bearbeitungskosten bzw. die Abnahmezyklen begrenzt? → Edelstahl ist in der Regel billiger und einfacher.
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Für Verschraubungen und sicherheitskritische Teile bei hohen Temperaturen sind Legierungen mit entsprechenden ASTM/AMS-Spezifikationen und geprüften MTCs zu wählen.
Abschließende Zusammenfassung
Nickelbasislegierungen (Inconel-Familie) und nichtrostende Stähle sind nicht austauschbar: Jede Familie löst ein anderes technisches Problem. Wählen Sie Nickellegierungen, wenn Temperatur, Kriechverhalten und aggressive Korrosion dies erfordern und die Gesamtbetriebskosten den Aufpreis rechtfertigen; wählen Sie nichtrostende Stähle, wenn Wirtschaftlichkeit, Herstellbarkeit und gute allgemeine Korrosionsbeständigkeit bei Umgebungstemperaturen bis hin zu moderaten Temperaturen im Vordergrund stehen. Geben Sie in den Beschaffungsunterlagen immer die genaue Sorte, den Härtegrad, die Normen und die Test-/Inspektionsanforderungen an, um Überraschungen zu vermeiden.
Maßgebliche Referenzen
- INCONEL®-Legierung 625 - Technisches Merkblatt (Sondermetalle)
- INCONEL®-Legierung 718 - Technisches Merkblatt (Sondermetalle)
- Nickel Institute - Hochtemperatur- und hochfeste Nickelbasislegierungen (technischer Bericht)
- ASTM A240/A240M - Standardspezifikation für Chrom- und Chrom-Nickel-Edelstahlplatten, -bleche und -bänder