Inconel 601 è una lega di nichel-cromo-ferro con eccellente resistenza alle alte-temperature e allo scorrimento viscoso, dovuta principalmente a:
l'effetto rafforzante della soluzione solida-di Cr e Ni
la formazione di uno strato di ossido ricco di Cr₂O₃-stabile e aderente ad alte temperature
la presenza di elementi minori (ad esempio Al) che contribuiscono alla resistenza all'ossidazione e alla stabilità microstrutturale
Il comportamento di creep è comunemente caratterizzato da:
resistenza allo scorrimento viscoso: lo stress che provoca una determinata velocità di scorrimento viscoso o una durata alla rottura per scorrimento viscoso a una data temperatura
resistenza alla rottura per scorrimento viscoso: lo stress necessario per provocare la rottura (rottura) dopo un certo tempo a temperatura costante
tasso di scorrimento minimo: il tasso di scorrimento-in stato stazionario durante la fase di scorrimento secondario
Di seguito sono riportati i dati tipici sulla rottura da scorrimento viscoso e da scorrimento per Inconel 601 (condizione lavorata, ricotta), basati su schede tecniche standard delle leghe e manuali di ingegneria:
2.1 Resistenza alla rottura per scorrimento viscoso
Durata della temperatura Resistenza alla rottura tipica
700 gradi 100 ore ~ 220–260 MPa
700 gradi 1000 ore ~ 160–200 MPa
800 gradi 100 ore ~ 110–150 MPa
800 gradi 1000 h ~ 70–100 MPa
900 gradi 100 ore ~ 50–80 MPa
900 gradi 1000 ore ~ 30–50 MPa
1000 gradi 100 ore ~ 20–40 MPa
1000 gradi 1000 h ~ 10–25 MPa
Questi valori indicano che Inconel 601 mantiene una resistenza significativa anche a temperature fino a 1000 gradi, con una vita utile alla rottura per scorrimento viscoso di 1000 ore o più a sollecitazioni nell'intervallo di 10–50 MPa a 900–1000 gradi.
2.2 Tasso di scorrimento minimo
Dati tipici sulla velocità di scorrimento minima (per riferimento):
A 800 gradi/100 MPa: la velocità di scorrimento minima è dell'ordine da 10⁻⁷ a 10⁻⁶ all'ora
A 900 gradi / 50 MPa: la velocità di scorrimento minima è compresa tra 10⁻⁶ e 10⁻⁵ all'ora
A 1000 gradi/20 MPa: la velocità di scorrimento minima può essere compresa tra 10⁻⁵ e 10⁻⁴ all'ora
Questi tassi sono relativamente bassi per le leghe a base di nichel-in questo intervallo di temperature, indicando una buona resistenza alla deformazione dipendente dal tempo-sotto carico.
2.3 Considerazioni microstrutturali
L'Inconel 601 è essenzialmente una lega solida-rinforzata con una soluzione senza fasi significative di indurimento per precipitazione (a differenza di altri Inconel come Inconel 718, che si basa sui precipitati ″ e ′).
A temperature superiori a ~900–1000 gradi, può verificarsi una crescita dei grani, che può ridurre leggermente la resistenza allo scorrimento viscoso ma è generalmente gestibile nelle tipiche condizioni di servizio.
L'elevato contenuto di cromo (≈23–27%) fornisce un'eccellente resistenza all'ossidazione e alla carburazione, fondamentale per mantenere le prestazioni di scorrimento viscoso nelle atmosfere dei forni e in altri ambienti aggressivi.
2.4 Applicazioni tipiche che sfruttano la resistenza al creep
Componenti forni: storte, muffole, guaine elementi riscaldanti, tubi radianti
Lavorazioni chimiche e petrolchimiche: tubi di reforming, supporti di catalizzatori, scambiatori di calore ad alta-temperatura
Produzione di energia: sistemi di scarico, parti di camere di combustione, componenti di turbine in alcune turbine a gas industriali
Apparecchiature per il trattamento termico: cestelli, vassoi, dispositivi esposti a temperature elevate a lungo-termine sotto carico
Riepilogo
Prestazioni allo scorrimento viscoso alle alte-temperature: Inconel 601 presenta una buona resistenza allo scorrimento viscoso e alla rottura fino a 1.000 gradi, con resistenze alla rottura utili di 10–50 MPa per 1.000-ore di vita a 900–1.000 gradi e velocità di scorrimento minime relativamente basse, che lo rendono particolarmente-adatto per il servizio a lungo-termine in applicazioni strutturali ad alta temperatura.
