Inconel 600 trong Đạp xe nhiệt

1. Khả năng bị nứt chung khi đạp xe nhiệt

Inconel 600 vốn không dễ bị nứt do mỏi nhiệt trong điều kiện hoạt động bình thường. Hàm lượng niken cao mang lại độ dẻo và độ dẻo dai tốt, đồng thời hệ số giãn nở nhiệt (CTE) tương đối ổn định so với nhiều loại thép không gỉ. Tuy nhiên, trong môi trường chu trình nhiệt khắc nghiệt hoặc kéo dài, một số cơ chế có thể góp phần tạo ra vết nứt.

2. Cơ chế nứt cơ bản trong đạp xe nhiệt

(1) Nứt do mỏi nhiệt

Mệt mỏi do nhiệt xảy ra khi quá trình gia nhiệt và làm mát lặp đi lặp lại tạo ra ứng suất nhiệt theo chu kỳ. Các yếu tố chính bao gồm:

Sự giãn nở/co lại khác biệt giữa Inconel 600 và các vật liệu liền kề (ví dụ: giá đỡ bằng thép không gỉ hoặc thép cacbon).

Hạn chế giãn nở ở các bộ phận như ống, tấm ống và giá treo lò.

Sự thay đổi nhiệt độ-cao kết hợp với ứng suất theo chu kỳ, dẫn đến sự tích tụ hư hỏng cấu trúc vi mô.

Trong những điều kiện này, Inconel 600 có thể phát triển các vết nứt mỏi do nhiệt, đặc biệt là ở các mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ).

(2) Nứt ăn mòn do ứng suất (SCC) khi đạp xe nhiệt

Inconel 600 dễ bị nứt do ăn mòn ứng suất giữa các hạt (IGSCC) trong một số môi trường nhất định, đặc biệt là:

Nước có nhiệt độ-cao (ví dụ: trong máy tạo hơi nước hạt nhân)

Môi trường ăn da (NaOH, KOH)

Môi trường chứa clorua-

Chu kỳ nhiệt có thể làm trầm trọng thêm SCC bằng cách:

Thúc đẩy sự hình thành các ranh giới hạt nghèo crom-(sự nhạy cảm) ở nhiệt độ trung gian (khoảng 600–700 độ).

Gây ra ứng suất theo chu kỳ làm tăng tốc độ hình thành và lan truyền vết nứt.

Gây ra sự xâm nhập của môi trường vào các vết nứt nhỏ trong giai đoạn làm mát.

Tính nhạy cảm với SCC của Inconel 600 đã được chứng minh rõ ràng-trong ngành công nghiệp hạt nhân, nơi chu trình nhiệt trong nước có nhiệt độ-cao đã dẫn đến các vấn đề nứt nghiêm trọng trong quá khứ.