Ban đầu, Inconel 718 và S136 có thể đều được phân loại là vật liệu cao cấp, nhưng chúng được thiết kế cho những ứng dụng hoàn toàn khác nhau. Một loại là hợp kim niken siêu cấp được thiết kế để duy trì độ bền ở nhiệt độ khiến thép phát sáng đỏ, trong khi loại kia là thép không gỉ martensitic được ưa chuộng vì bề mặt sáng bóng như gương và khả năng chống ăn mòn trong sản xuất khuôn mẫu. Hiểu rõ sự khác biệt cơ bản giữa thanh Inconel 718 và S136 là điều quan trọng đối với bất kỳ nhà thiết kế hoặc chuyên gia mua sắm nào, vì việc lựa chọn sai có thể dẫn đến hỏng hóc nghiêm trọng trong quá trình sử dụng hoặc chi phí vật liệu không cần thiết. Inconel 718 là vật liệu chủ lực trong ngành hàng không vũ trụ và năng lượng, trong khi S136 là "vua" của ngành công nghiệp nhựa. Thành phần, tính chất cơ học và ứng dụng của hai loại vật liệu này gần như không có điểm chung. Để cung cấp các vật liệu này, các nhà cung cấp như Công ty TNHH Vật liệu Kim loại Thượng Hải NC chuyên cung cấp vật liệu có chứng nhận cho các ngành công nghiệp tương ứng.
Sự khác biệt cơ bản nhất nằm ở thành phần hóa học chính của chúng. Inconel 718 là hợp kim niken-crom, nghĩa là nguyên tố cơ bản của nó là niken (thường là 50-55% niken). Hàm lượng niken cao này chính là yếu tố giúp nó chịu được nhiệt độ cao và môi trường khử. S136, ngược lại, là thép không gỉ martensitic, nghĩa là nguyên tố cơ bản của nó là sắt. Nó thuộc họ thép, với crom là nguyên tố hợp kim chính để cung cấp khả năng chống ăn mòn. Sự khác biệt này quyết định mọi đặc tính khác của vật liệu, từ điểm nóng chảy đến chi phí.
| Yếu tố | Inconel 718 (Khoảng %) | S136 (Khoảng %) | Vai trò của sự khác biệt |
|---|---|---|---|
| Niken (Ni) | 50 – 55% (Cơ sở) | < 1% | Inconel có khả năng chịu nhiệt độ cao; S136 không có. |
| Sắt (Fe) | 17 – 19% | Cân bằng (Cơ bản) | S136 về cơ bản là thép; Inconel có sắt là nguyên tố thứ cấp. |
| Crom (Cr) | 17 – 21% | 13.5% | Cung cấp khả năng chống oxy hóa/gỉ sét cho cả hai, nhưng với các kim loại nền khác nhau. |
| Niobium (Nb) | 4,75 – 5,51 TP3T | – | Yếu tố quan trọng cho quá trình làm cứng bằng kết tủa trong Inconel 718; không có trong S136. |
| Molybdenum (Mo) | 2.8 – 3.3% | – | Tăng cường độ chịu nhiệt cao trong Inconel; S136 chỉ sử dụng Cr để chống ăn mòn. |
| Cacbon (C) | Tối đa 0,081 TP3T | 0.38% | S136 sử dụng hàm lượng carbon cao hơn để đạt được độ cứng thông qua quá trình chuyển đổi martensitic. |
Inconel 718 đạt được độ bền vượt trội nhờ quá trình gọi là làm cứng bằng kết tủa (hoặc làm cứng theo tuổi). Sau khi được ủ dung dịch, nó được gia nhiệt đến nhiệt độ trung gian (khoảng 718°C), cho phép các hạt nhỏ (gamma double prime) kết tủa trong cấu trúc vi mô, cố định các khuyết tật và cung cấp độ bền lên đến 1300°F. S136 đạt được độ cứng thông qua một cơ chế hoàn toàn khác: nó là thép martensitic. Nó được làm cứng bằng cách gia nhiệt đến nhiệt độ cao (austenit hóa) và sau đó làm nguội nhanh (quenching), chuyển đổi cấu trúc thành martensite cứng và giòn. Sau đó, nó được ủ để đạt được độ dẻo dai mong muốn.
| Tài sản / Quy trình | Inconel 718 | S136 |
|---|---|---|
| Phương pháp tăng cường | Quá trình cứng hóa do kết tủa (Lão hóa) | Biến đổi martensit (Làm nguội và ủ) |
| Độ cứng điển hình (sau khi ủ) | ~20-30 HRC | ~235 HB (tối đa) |
| Độ cứng điển hình (đã tôi cứng) | ~40-48 HRC | Lên đến 58 HRC |
| Nhiệt độ hoạt động tối đa | ~1300°F (704°C) | ~400°C (752°F) – mất độ cứng ở nhiệt độ cao hơn. |
| Khả năng chống ăn mòn | Hoạt động xuất sắc trong môi trường nhiệt độ cao và hóa chất ăn mòn. | Hoạt động tốt trong môi trường ẩm ướt, nước và một số axit (ở nhiệt độ phòng). |
Ứng dụng của hai vật liệu này khác nhau đến mức hiếm khi, nếu có, chúng giao nhau. Inconel 718 được sử dụng trong môi trường cực kỳ khắc nghiệt. Bạn có thể tìm thấy nó trong phần nóng của động cơ phản lực (đĩa tuabin, cánh tuabin, vỏ tuabin), trong các công cụ khai thác dầu dưới lòng đất phải đối mặt với áp suất cao của hydro sunfua, và trong các lò phản ứng hạt nhân. S136, cụ thể là S136H (phiên bản cứng), là tiêu chuẩn toàn cầu cho thép khuôn nhựa chống ăn mòn. Nó được sử dụng để đúc nhựa ăn mòn như PVC, trong khuôn ống kính quang học yêu cầu bề mặt bóng như gương, và trong thiết bị chế biến thực phẩm nơi vệ sinh và khả năng chống ăn mòn là yếu tố quan trọng hàng đầu. Nó không được thiết kế cho các ứng dụng kết cấu nhiệt độ cao.
| Lĩnh vực ứng dụng | Thanh Inconel 718 | Thanh S136 |
|---|---|---|
| Hàng không vũ trụ | Đĩa tuabin, bulong, vỏ, trục | Không áp dụng |
| Dầu khí | Công cụ dưới giếng, van, giá treo (dịch vụ trong môi trường axit) | Không áp dụng |
| Ngành công nghiệp nhựa | Không áp dụng (quá đắt, thiết kế quá phức tạp) | Khuôn ép phun, thùng ép đùn, gia công PVC |
| Y tế | Các dụng cụ phẫu thuật hiếm (ngách) | Khuôn cho thiết bị y tế, tay cầm dụng cụ phẫu thuật |
| Chế biến thực phẩm | Thường không được sử dụng. | Các bộ phận yêu cầu khả năng chống ăn mòn và mài mòn. |
Khi so sánh các thông số cơ học thực tế, sự khác biệt trở nên rõ rệt. Inconel 718 duy trì độ bền kéo ở nhiệt độ cao một cách xuất sắc, trong khi S136 được thiết kế để có độ cứng bề mặt cao và khả năng đánh bóng tốt ở nhiệt độ phòng. Độ giãn nở nhiệt và độ dẫn nhiệt cũng khác biệt đáng kể, điều này ảnh hưởng đến chiến lược gia công.
| Tài sản | Inconel 718 (Lão hóa cứng) | S136 (Thép tôi và ram) |
|---|---|---|
| Độ bền kéo (tối đa) | ~185 ksi (1275 MPa) | ~150 ksi (1040 MPa) thông thường |
| Độ bền kéo (0.2%) | ~150 ksi (1035 MPa) | ~130 ksi (900 MPa) thông thường |
| Độ giãn dài khi đứt | ~12-15% | ~10-15% |
| Hệ số đàn hồi | 29.000 ksi (200 GPa) | 29.000 ksi (200 GPa) – độ cứng tương đương |
| Độ dẫn nhiệt | Thấp (giữ nhiệt) | Cao hơn (tản nhiệt tốt hơn trong khuôn) |
| Khả năng đánh bóng | Tốt, nhưng không phải là thông số kỹ thuật chính. | Tuyệt vời, có khả năng tạo bề mặt bóng loáng như gương. |
Đây có lẽ là sự khác biệt thực tế nhất đối với người mua. Inconel 718 là một hợp kim cao cấp, có giá thành cao do hàm lượng niken cao và quy trình sản xuất phức tạp. Giá mỗi kilogram có thể cao gấp nhiều lần so với thép tiêu chuẩn. S136, mặc dù là thép khuôn cao cấp, nhưng có giá thành thấp hơn đáng kể và phổ biến rộng rãi trên thị trường thép công cụ. Sử dụng Inconel 718 cho khuôn ép nhựa là sự lãng phí kinh tế. Ngược lại, việc sử dụng S136 cho một bộ phận động cơ phản lực sẽ dẫn đến hỏng hóc ngay lập tức ở nhiệt độ hoạt động.
Cả hai vật liệu đều được coi là khó gia công so với thép carbon tiêu chuẩn, nhưng vì những lý do khác nhau. Inconel 718 nổi tiếng với khả năng cứng hóa nhanh, đòi hỏi thiết lập cứng và tốc độ cắt thấp. Nó thường được gia công ở trạng thái ủ giải nhiệt trước khi ủ lão hóa cuối cùng. S136, ở trạng thái đã được làm cứng, có tính mài mòn cao và yêu cầu các kỹ thuật gia công cứng (như sử dụng công cụ CBN) hoặc gia công bằng tia lửa điện (EDM). Ở trạng thái trước khi làm cứng, nó dễ gia công hơn Inconel. Cả hai vật liệu đều không đặc biệt thân thiện với hàn nếu không có các quy trình đặc biệt, nhưng Inconel 718 có thể được hàn bằng vật liệu hàn tương thích, trong khi hàn S136 phức tạp do nguy cơ nứt trong vùng đã được làm cứng.
Câu hỏi: Sự khác biệt chính về thành phần giữa Inconel 718 và S136 là gì?
A: Sự khác biệt chính là kim loại nền. Inconel 718 là một hợp kim siêu bền dựa trên niken, với niken chiếm 50-55% thành phần của nó. S136 là thép không gỉ martensitic dựa trên sắt. Điều này có nghĩa là Inconel 718 được thiết kế cho độ bền ở nhiệt độ cao và chống ăn mòn trong môi trường cực đoan, trong khi S136 được thiết kế cho độ cứng, khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn ở nhiệt độ môi trường, chủ yếu trong sản xuất khuôn mẫu.
Câu hỏi: Tôi có thể sử dụng thép S136 trong ứng dụng nhiệt độ cao như tuabin khí không?
A: Không, bạn không thể. S136 là một loại thép martensitic mất độ cứng và độ bền nhanh chóng ở nhiệt độ trên 400°C (752°F). Nó không được thiết kế để chịu được biến dạng nhiệt ở nhiệt độ cao. Đối với các ứng dụng như các bộ phận của tuabin khí, bạn cần sử dụng hợp kim siêu bền như Inconel 718, được thiết kế đặc biệt để duy trì các tính chất cơ học của nó lên đến 1300°F (704°C).
Câu hỏi: Vật liệu nào đắt hơn, Inconel 718 hay S136?
A: Inconel 718 có giá thành cao hơn đáng kể so với S136. Chi phí cao của niken và quy trình chế biến kim loại phức tạp cần thiết cho các hợp kim siêu cấp khiến Inconel 718 trở thành vật liệu có giá thành cao cấp. S136, mặc dù là thép công cụ chất lượng cao, nhưng có giá thành hợp lý hơn nhiều và là lựa chọn kinh tế cho các khuôn ép nhựa và các ứng dụng liên quan, nơi các tính chất của nó hoàn toàn phù hợp.
Xem thêm trong danh mục này
Giá thanh tròn hợp kim Inconel 617 thường dao động từ khoảng 45 đến 90 USD/kg đối với các kích thước tiêu chuẩn trong kho công nghiệp. Các thanh rèn cỡ lớn, các thanh nhỏ đã qua xử lý sơ bộ...
Giá thanh hợp kim Inconel 625 mới nhất tính theo kg phụ thuộc vào chi phí nguyên liệu thô như niken, molypden, niobi và crom, cũng như đường kính thanh, quy trình sản xuất...
Giá thanh hợp kim Inconel X-750 phụ thuộc vào chi phí nguyên liệu niken, đường kính thanh, tình trạng sản phẩm, xử lý nhiệt, thông số kỹ thuật, bề mặt hoàn thiện, kích thước...
Giá thanh hợp kim Inconel 602CA tính theo kg thường cao hơn so với thanh Inconel 600 và Inconel 601 thông thường vì hợp kim 602CA là loại cao cấp chịu nhiệt độ cao...
English English 
Korean
Arabic
Spanish
German
Portuguese
French
Russian
Italian
Vietnamese
