Com triar els aliatges en funció de la densitat i el punt de fusió?

En seleccionar aliatges, cal parar atenció a la seva densitat i punt de fusió. La densitat determina el pes real de l'aliatge. El punt de fusió determina la temperatura límit de servei de l'aliatge. Són les propietats físiques més importants dels aliatges.

 

Tanmateix, a causa de la complexa composició dels superaliatges, la densitat i el punt de fusió dels diferents superaliatges varien molt. En aquest article, resumirem la densitat i els punts de fusió de Monel, Inconel, Incoloy i Hastelloy. Es pot utilitzar com a millor referència quan trieu l'aliatge.

 

Densitat d'aliatges

La densitat és una magnitud física inevitable per calcular el pes de l'aliatge. El pes del material s'obté multiplicant el volum del material per la densitat del material. Les unitats de densitat més utilitzades són g/cm³ (sistema mètric) i lb/in³ (sistema imperial).

 

Aliatge	Densitat		Aliatge	Densitat
	lb/in³	g/cm³		lb/in³	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

 

A més de calcular el pes, la densitat també es pot considerar un factor en la selecció del material. En algunes aplicacions, els components han de ser el més lleugers possible. En aquest cas, s'ha de donar prioritat als aliatges menys densos.

 

Els aliatges tenen diferents densitats a diferents temperatures. Per tant, la densitat a què es refereix generalment és la densitat a temperatura ambient.

 

Punt de fusió dels aliatges

El punt de fusió es refereix a la temperatura a la qual l'aliatge canvia d'un sòlid a un líquid quan la temperatura augmenta. Aquest procés també s'anomena fusió. Les unitats de punt de fusió són el grau (mètric) i el grau F (imperial).

 

Aliatge	Punt de fusió		Aliatge	Punt de fusió
	grau F	grau		grau F	grau
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

 

La majoria dels aliatges s'utilitzen en estat sòlid. Si l'aliatge té un punt de fusió més baix, només es pot utilitzar en un rang de temperatures més estret. Per descomptat, en projectes pràctics, els aliatges rarament s'utilitzen a temperatures properes al punt de fusió.

 

És possible que hàgiu notat que el punt de fusió és en realitat un rang de temperatura. Això es deu al fet que l'aliatge no es fon tot alhora durant l'augment de temperatura. Quan l'aliatge arriba a una temperatura determinada, comença a fondre's. Aquesta temperatura s'anomena temperatura de fusió inicial. A mesura que la temperatura continua augmentant, cada cop més parts de l'aliatge es fonen. Fins a una determinada temperatura, l'aliatge es fon completament. Aquesta temperatura s'anomena temperatura de fusió completa.

 

De fet, el punt de fusió de l'aliatge disminueix amb l'augment de la pressió. Per tant, el punt de fusió al qual ens referim generalment és el punt de fusió a pressió atmosfèrica estàndard.

 

Punt d'aliatges de Curie

El punt de Curie també s'anomena temperatura de Curie. Es refereix a la temperatura a la qual el material fa la transició magnètica. Les unitats del punt de Curie són el grau (mètric) i el grau F (imperial).

 

Aliatge	Punt Curie		Aliatge	Punt Curie
	grau F	grau		grau F	grau
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

 

 

Els materials metàl·lics perdran el seu magnetisme quan la temperatura augmenta. La temperatura a la qual un metall perd el seu magnetisme és el punt de Curie.

 

Els diferents aliatges tenen diferents punts de Curie. Quan el punt de Curie de l'aliatge és inferior a la temperatura ambient, l'aliatge no és magnètic a temperatura ambient. Per contra, els aliatges són magnètics a temperatura ambient.

 

En alguns projectes (com ara aplicacions electròniques), es requereix que el material sigui no magnètic. En aquest cas, la temperatura de Curie esdevé una consideració important.