दो निकेल मिश्र धातु श्रेणियों की फोर्जिंग तकनीक: इनकोनेल 718 और इनकोनेल 625

निकेल आधारित सुपरअलॉय का उपयोग एयरोस्पेस, विद्युत उत्पादन और रासायनिक प्रसंस्करण जैसे उद्योगों में व्यापक रूप से किया जाता है, क्योंकि इनमें उत्कृष्ट उच्च-तापमान शक्ति, संक्षारण प्रतिरोध और स्थायित्व होता है। दो सामान्य निकेल मिश्रधातुएँ इस प्रकार हैं: इनकोनेल 718 और इनकोनेल 625इन मिश्र धातुओं का उपयोग अक्सर जालीदार छल्ले और अन्य महत्वपूर्ण घटकों के निर्माण में किया जाता है। ये मिश्र धातुएँ ऑक्सीकरण और उच्च तापमान के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी होने के बावजूद, अलग-अलग गुणों वाली होती हैं और विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होती हैं।

यह लेख इनकोनेल 718 और इनकोनेल 625 की ढलाई प्रक्रिया का विश्लेषण करता है, जिसमें इन मिश्र धातुओं की विशेषताओं, अंतरों और उच्च-प्रदर्शन वाली अंगूठियों में ढलाई के लिए सर्वोत्तम प्रथाओं पर प्रकाश डाला गया है।

1. इनकोनेल 718 और इनकोनेल 625 का संक्षिप्त विवरण

इनकोनेल 718:

• रासायनिक संरचनाइनकॉनेल 718 मुख्य रूप से निकेल, क्रोमियम, मोलिब्डेनम, नायोबियम और टाइटेनियम से बना होता है, जिसमें लोहा और एल्यूमीनियम कम मात्रा में होते हैं। यह संरचना इनकॉनेल 718 को उत्कृष्ट यांत्रिक गुण प्रदान करती है, विशेष रूप से उच्च तापमान पर, जिससे यह एयरोस्पेस और गैस टरबाइन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बन जाता है।
• आवेदनइसका उपयोग उच्च तनाव और उच्च तापमान वाले वातावरण में किया जाता है, जैसे कि जेट इंजन, गैस टर्बाइन और रॉकेट मोटर।
• फोर्जिंग विशेषताएँइनकोनेल 718 अपनी उच्च तापमान पर उच्च तन्यता और उपज शक्ति को बनाए रखने की क्षमता के लिए जाना जाता है, जो महत्वपूर्ण एयरोस्पेस घटकों के लिए बड़े छल्ले बनाने में एक प्रमुख कारक है।

इनकोनेल 625:

• रासायनिक संरचनाइसमें निकेल, क्रोमियम, मोलिब्डेनम, नायोबियम और लोहा होता है। इसमें मोलिब्डेनम की उच्च मात्रा होने के कारण यह उच्च तापमान पर भी गड्ढों, दरारों में जंग लगने और ऑक्सीकरण के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदान करता है।
• आवेदन: आमतौर पर समुद्री और रासायनिक प्रसंस्करण वातावरणों के साथ-साथ उच्च तापमान वाली भट्टियों में भी इसका उपयोग किया जाता है।
• फोर्जिंग विशेषताएँइनकोनेल 625 उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और वेल्डेबिलिटी प्रदान करता है, जिससे यह समुद्री टर्बाइन और रासायनिक रिएक्टरों में उपयोग किए जाने वाले छल्ले जैसे चरम वातावरण के संपर्क में आने वाले घटकों के लिए एक लोकप्रिय विकल्प बन जाता है।

2. इनकोनेल 718 और इनकोनेल 625 की फोर्जिंग प्रक्रिया

इनकोनेल 718 और इनकोनेल 625 दोनों की फोर्जिंग प्रक्रिया में फोर्ज किए गए छल्लों के वांछित यांत्रिक गुणों और आयामी सटीकता को सुनिश्चित करने के लिए कई महत्वपूर्ण चरण शामिल हैं। हालांकि दोनों मिश्र धातुओं के लिए फोर्जिंग तकनीकें समान हैं, लेकिन उनके गुणों में अंतर के कारण तापमान, उपकरण और फोर्जिंग के बाद के उपचारों में समायोजन की आवश्यकता होती है।

चरण 1: गर्म करना

• इनकोनेल 718इनकोनेल 718 के लिए सामान्य फोर्जिंग तापमान 1,100°C और 1,200°C के बीच होता है। इस तापमान पर, मिश्र धातु अपनी उच्च-तापमान शक्ति को प्रभावित किए बिना पर्याप्त कार्यक्षमता बनाए रखती है। अत्यधिक तापमान से बचना महत्वपूर्ण है, क्योंकि इससे अवांछित कण वृद्धि और यांत्रिक गुणों में कमी आ सकती है।
• इनकोनेल 625इनकोनेल 625 को आमतौर पर 1,150°C और 1,250°C के बीच के तापमान पर गढ़ा जाता है। इसमें इनकोनेल 718 की तुलना में कण वृद्धि की प्रवृत्ति कम होती है, जिससे इसे सामग्री के यांत्रिक गुणों को खराब किए बिना थोड़े उच्च तापमान पर गढ़ा जा सकता है।

चरण 2: विरूपण और आकार देना

वांछित आकार और गुणधर्म प्राप्त करने के लिए दोनों मिश्र धातुओं को गढ़ाई प्रक्रिया के दौरान काफी विरूपण की आवश्यकता होती है। सामग्री को कई चरणों में संसाधित किया जाता है, जिससे आवश्यकतानुसार इसकी अनुप्रस्थ काट कम हो जाती है जबकि इसकी लंबाई या आकार बढ़ जाता है।

• इनकोनेल 718इनकोनेल 718 की उच्च उपज शक्ति (यील्ड स्ट्रेंथ) के कारण, विशेष रूप से उच्च तापमान पर, इसे गढ़ना इनकोनेल 625 की तुलना में अधिक चुनौतीपूर्ण है। अत्यधिक तनाव से बचने के लिए गढ़ने की प्रक्रिया पर सावधानीपूर्वक नियंत्रण आवश्यक है, क्योंकि तनाव से सामग्री में दरार या विकृति आ सकती है।
• इनकोनेल 625हालांकि इनकोनेल 625, इनकोनेल 718 की तुलना में थोड़ा अधिक लचीला है, फिर भी इसे अंगूठी का आकार देने के लिए काफी बल की आवश्यकता होती है। मिश्र धातु की उत्कृष्ट तन्यता और दरार पड़ने का कम जोखिम, इनकोनेल 718 की तुलना में इसे आसानी से आकार देने में सहायक होते हैं।

चरण 3: शीतलन और फोर्जिंग के बाद की उपचार प्रक्रियाएँ

ढलाई के बाद, दोनों मिश्र धातुओं को उनके यांत्रिक गुणों को बनाए रखने के लिए शीतलन प्रक्रिया से गुज़ारा जाता है। तापीय तनाव से बचने और ढलाई किए गए छल्ले में सभी पदार्थों के गुणों में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए शीतलन दर को नियंत्रित किया जाता है।

• इनकोनेल 718इनकोनेल 718 के यांत्रिक गुणों, विशेष रूप से इसकी रेंगने की प्रतिरोधकता और मजबूती को बढ़ाने के लिए, फोर्जिंग के बाद ऊष्मा उपचार आवश्यक है। इसमें सॉल्यूशन ट्रीटमेंट के बाद एजिंग प्रक्रिया शामिल है, जिससे मजबूती प्रदान करने वाले चरण (गामा प्राइम और गामा डबल प्राइम) अवक्षेपित होते हैं, जो उच्च तापमान पर मिश्र धातु की मजबूती को बढ़ाते हैं।
• इनकोनेल 625इनकोनेल 625 को आमतौर पर इनकोनेल 718 की तुलना में फोर्जिंग के बाद कम ऊष्मा उपचार की आवश्यकता होती है। हालांकि, सामग्री की सूक्ष्म संरचना को अनुकूलित करने और मजबूती और लचीलेपन के बीच सर्वोत्तम संतुलन सुनिश्चित करने के लिए सॉल्यूशन एनीलिंग का प्रयोग किया जा सकता है। फोर्जिंग प्रक्रिया के बाद भी मिश्र धातु का ऑक्सीकरण और संक्षारण के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध बना रहता है, जिससे यह आक्रामक वातावरण में उपयोग होने वाले घटकों के लिए उपयुक्त है।

3. चुनौतियाँ और विचारणीय बातें

• इनकोनेल 718 फोर्जिंग चुनौतियाँ:

  • उच्च तापमान पर इनकोनेल 718 की उच्च शक्ति के लिए अधिक शक्तिशाली फोर्जिंग उपकरणों की आवश्यकता होती है।
  • वांछित यांत्रिक गुणों को प्राप्त करने के लिए फोर्जिंग के बाद की ऊष्मा उपचार प्रक्रिया महत्वपूर्ण है।
  • फोर्जिंग के दौरान अत्यधिक गर्मी से सामग्री के गुणधर्म खराब हो सकते हैं और अवांछित चरण परिवर्तन हो सकते हैं।

• इनकोनेल 625 फोर्जिंग चुनौतियाँ:

  • अनाज की वृद्धि से बचने के लिए फोर्जिंग तापमान को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाना चाहिए, खासकर उच्च तापमान पर फोर्जिंग करते समय।
  • हालांकि इनकोनेल 625, इनकोनेल 718 की तुलना में संक्षारण के प्रति अधिक प्रतिरोधी है, फिर भी यह तनाव संक्षारण दरार के कुछ रूपों के प्रति संवेदनशील है, विशेष रूप से उच्च तनाव की स्थितियों में।

4. जाली छल्लों के अनुप्रयोग

• इनकोनेल 718 फोर्ज्ड रिंग्स:

  • मुख्यतः इनका उपयोग एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे कि जेट इंजनों में कंप्रेसर और टरबाइन डिस्क।
  • इसका उपयोग गैस टर्बाइन, अंतरिक्ष अन्वेषण और परमाणु रिएक्टरों में भी किया जाता है, जहां उच्च शक्ति और थर्मल थकान के प्रति प्रतिरोध महत्वपूर्ण होते हैं।

• इनकोनेल 625 फोर्ज्ड रिंग्स:

  • इसका उपयोग आमतौर पर समुद्री वातावरण, रासायनिक प्रसंस्करण और बिजली उत्पादन में किया जाता है, विशेष रूप से उन हिस्सों के लिए जो संक्षारक गैसों और समुद्री जल के संपर्क में आते हैं।
  • इसके सामान्य अनुप्रयोगों में हीट एक्सचेंजर, रिएक्टर घटक और समुद्री प्रणोदन प्रणाली शामिल हैं।

5. निष्कर्ष

गढ़ने का इनकोनेल 718 और इनकोनेल 625 रिंग इन मिश्र धातुओं की रासायनिक संरचना और यांत्रिक गुणों में अंतर के कारण इनमें विशिष्ट चुनौतियाँ शामिल हैं। जहाँ इनकॉनेल 718 अपनी उच्च तापमान शक्ति और रेंगने के प्रतिरोध के लिए प्रसिद्ध है, जो इसे उच्च तनाव वाले वातावरण के लिए आदर्श बनाता है, वहीं इनकॉनेल 625 को इसके असाधारण संक्षारण प्रतिरोध के लिए, विशेष रूप से कठोर वातावरण में, प्राथमिकता दी जाती है। दोनों मिश्र धातुओं के इच्छित अनुप्रयोगों के लिए प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए फोर्जिंग तापमान, विरूपण प्रक्रियाओं और फोर्जिंग के बाद के उपचारों का उचित नियंत्रण आवश्यक है। इन मिश्र धातुओं की अनूठी विशेषताओं को समझकर, निर्माता महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में लंबे समय तक चलने वाले, विश्वसनीय प्रदर्शन देने वाले घटकों का उत्पादन करने के लिए अपनी फोर्जिंग प्रक्रियाओं को अनुकूलित कर सकते हैं।