Inconel 625 vs Incoloy 825 – Komposisi, Perlakuan Panas, Sifat, dan Aplikasi
Bagikan
Table Of Content
Table Of Content
Pengenalan
Inconel 625 dan Incoloy 825 adalah dua paduan berbasis nikel yang banyak digunakan dan sering muncul sebagai alternatif selama pemilihan material untuk layanan korosif atau suhu tinggi. Insinyur, manajer pengadaan, dan perencana manufaktur umumnya mempertimbangkan trade-off antara ketahanan korosi, kekuatan, kemampuan las, dan biaya saat memilih di antara keduanya. Konteks keputusan yang khas mencakup sistem lepas pantai dan bawah laut, peralatan proses kimia, penukar panas, dan lingkungan gas atau asap suhu tinggi.
Perbedaan yang menentukan antara kedua paduan terletak pada strategi paduan mereka: Inconel 625 adalah paduan Ni‑Cr‑Mo‑Nb berkekuatan tinggi yang dirancang untuk penguatan larutan padat dan ketahanan luar biasa terhadap korosi pitting dan celah, sedangkan Incoloy 825 adalah paduan Ni‑Fe‑Cr dengan tambahan Cu dan Ti yang disengaja yang memberikan ketahanan korosi seimbang dalam lingkungan asam reduksi dan campuran dengan duktilitas dan kemampuan fabrikasi yang baik. Perbedaan dalam sistem paduan ini mendasari perilaku mekanis, kinerja korosi, dan respons fabrikasi mereka, itulah sebabnya mereka sering dibandingkan.
1. Standar dan Penunjukan
- Inconel 625
- Penunjukan umum: UNS N06625.
- Dicakup oleh banyak spesifikasi produk yang ditempa dan dibuat di bawah ASTM/ASME untuk paduan nikel (batang tempa, pelat, lembaran, pipa, dan pengecoran), dan oleh ekuivalen internasional (EN, JIS, GB) untuk paduan Ni‑Cr‑Mo.
- Klasifikasi: Paduan berbasis nikel (bukan baja karbon, baja alat, atau HSLA).
- Incoloy 825
- Penunjukan umum: UNS N08825.
- Tersedia di bawah spesifikasi produk tempa ASTM/ASME dan daftar ekuivalen EN/JIS/GB untuk paduan Ni‑Fe‑Cr.
- Klasifikasi: Paduan nikel-besi-kromium (berbasis nikel tetapi kaya Fe relatif terhadap paduan nikel tinggi).
Catatan: Nomor bagian ASTM/ASME tertentu berbeda berdasarkan bentuk produk (lembaran, batang, pipa). Untuk pengadaan, konfirmasikan spesifikasi yang tepat (misalnya, tempa vs cor, dan kode ASME yang berlaku untuk komponen tekanan).
2. Komposisi Kimia dan Strategi Paduan
Rentang komposisi yang khas (wt%). Nilai yang ditunjukkan adalah indikatif dari spesifikasi produk tempa yang umum, yang telah diannealing dan lembar data yang diterbitkan; verifikasi rentang yang tepat untuk pemasok dan spesifikasi yang ingin Anda beli.
| Elemen | Inconel 625 (wt% tipikal) | Incoloy 825 (wt% tipikal) |
|---|---|---|
| C | ≤ 0.10 (biasanya ≤0.10) | ≤ 0.05 |
| Mn | ≤ 0.50–1.00 | ≤ 1.00 |
| Si | ≤ 0.50 | ≤ 0.50 |
| P | ≤ 0.015–0.03 | ≤ 0.035 |
| S | ≤ 0.015 | ≤ 0.03 |
| Cr | 20–23 | 19.5–23.5 |
| Ni | Sisa (~58) | ~38–46 |
| Mo | 8–10 | 2–3 |
| V | jejak | jejak |
| Nb (±Ta) | 3.15–4.15 (Nb utama) | jejak |
| Ti | jejak / ≤0.40 | 0.6–1.2 |
| B | jejak (ppm) | jejak (ppm) |
| N | jejak | jejak |
| Cu | jejak | 1.0–2.0 |
| Fe | ~5–10 (sisa) | sisa (fraksi Fe utama) |
Bagaimana paduan mempengaruhi sifat - Inconel 625: Ni tinggi memberikan matriks tahan korosi; Cr memberikan ketahanan oksidasi dan pitting; Mo dan Nb (niobium) memungkinkan penguatan larutan padat yang kuat dan ketahanan terhadap korosi lokal (Mo) serta stabilisasi terhadap presipitasi karbida (Nb). Kandungan Nb dan Mo sangat penting untuk kekuatan tinggi pada suhu ambien dan suhu tinggi. - Incoloy 825: Keseimbangan Ni–Fe memberikan matriks yang lebih murah dibandingkan paduan Ni yang sangat tinggi sambil mempertahankan ketahanan korosi yang baik. Cr memberikan pasifitas; Cu meningkatkan ketahanan terhadap asam reduksi dan retak korosi stres di beberapa lingkungan; Ti menstabilkan terhadap serangan intergranular dan membantu mempertahankan duktilitas. Mo bersifat moderat, sehingga ketahanan pitting lebih rendah dibandingkan paduan Mo tinggi seperti 625.
3. Mikrostruktur dan Respons Perlakuan Panas
- Inconel 625
- Mikrostruktur tipikal: matriks austenitik kubik pusat muka (FCC) fase tunggal dengan Nb dan Mo dalam larutan padat; dalam beberapa kondisi, presipitat kaya Nb halus (misalnya, Ni3Nb) dapat terbentuk dengan paparan berkepanjangan pada suhu menengah (sensitisasi kurang menjadi masalah dibandingkan dengan baja tahan karat).
- Respons perlakuan panas: pelunakan larutan (misalnya, 1000–1150 °C tergantung pada produk) diikuti dengan pendinginan cepat mengembalikan struktur fase tunggal dan ketangguhan optimum. Inconel 625 tidak diperkeras dengan siklus quench-and-temper konvensional (tidak ada transformasi martensitik); kekuatan terutama berasal dari kontribusi larutan padat dan presipitasi.
- Incoloy 825
- Mikrostruktur tipikal: matriks austenitik (FCC) yang stabil dengan stabilisator terdistribusi (Ti) dan sejumlah kecil karbida atau intermetallic yang mungkin terjadi setelah paparan panas yang tidak tepat.
- Respons perlakuan panas: praktik standar adalah pelunakan untuk melarutkan presipitat yang tidak diinginkan dan mengembalikan duktilitas. Incoloy 825 tidak mengalami pengerasan usia; pendekatan normalisasi/penyepuhan yang digunakan untuk baja tidak berlaku. Pemrosesan termo-mekanis mempengaruhi ukuran butir dan dengan demikian ketangguhan dan kemampuan bentuk.
Kedua paduan dirancang untuk tetap stabil dalam kondisi annealed yang umum; tidak ada yang mencapai kekuatan tinggi melalui pengerasan martensitik—penuaan termal dapat, bagaimanapun, menghasilkan fase yang membuat rapuh jika komponen ditahan dalam jangka waktu lama pada rentang suhu tertentu.
4. Sifat Mekanis
Sifat suhu ruangan yang tipikal sangat bergantung pada bentuk produk (lembaran, pelat, batang) dan temper (diannealing, dikerjakan dingin). Nilai di bawah ini adalah rentang annealed yang representatif; verifikasi sertifikat pabrik pemasok untuk nilai yang tepat.
| Sifat (annealed, tipikal) | Inconel 625 | Incoloy 825 |
|---|---|---|
| Kekuatan Tarik (MPa) | ~760–930 | ~550–750 |
| Kekuatan Luluh (0.2% bukti, MPa) | ~310–550 | ~200–450 |
| Peregangan (%) | ~30–50 | ~35–50 |
| Kekerasan Dampak (Charpy atau setara) | Baik; mempertahankan ketangguhan pada suhu rendah | Baik; umumnya lebih duktil |
| Kekerasan (HV) | ~200–300 (bervariasi berdasarkan produk) | ~150–250 (diannealing) |
Interpretasi - Kekuatan: Inconel 625 biasanya memiliki kekuatan tarik dan kekuatan luluh yang lebih tinggi berkat penguatan larutan padat Mo dan Nb serta penguatan presipitasi yang halus. - Duktilitas & ketangguhan: Kedua paduan bersifat duktil dan tangguh dalam kondisi annealed; Incoloy 825 sering menunjukkan duktilitas yang sedikit lebih tinggi pada kekerasan yang sebanding karena kekuatan larutan padat yang lebih rendah. - Implikasi praktis: Untuk aplikasi yang membutuhkan kekuatan statis atau creep yang lebih tinggi, atau di mana bagian tipis harus menahan deformasi pada suhu tinggi, Inconel 625 umumnya lebih disukai.
5. Kemampuan Las
Kemampuan las kedua paduan umumnya sangat baik dibandingkan dengan banyak baja, tetapi faktor yang berbeda harus dipertimbangkan: - Karbon dan kemampuan pengerasan: Kedua paduan memiliki karbon rendah dan bersifat austenitik; risiko martensit/pengerasan zona las dapat diabaikan. Sensitisasi intergranular kurang bermasalah dibandingkan dengan beberapa baja tahan karat karena stabilisasi (Inconel 625 oleh Nb; Incoloy 825 oleh Ti). - Efek mikro paduan: Mo dan Nb tinggi dalam 625 meningkatkan kerentanan terhadap retak panas jika bahan habis pakai atau desain sambungan yang tidak tepat digunakan, tetapi logam pengisi yang cocok tersedia dan praktik umum menghasilkan las yang dapat diandalkan. - Formula pengelasan (penggunaan kualitatif) - Setara karbon untuk baja dapat memberikan informasi untuk baja karbon tetapi kurang berlaku untuk paduan berbasis Ni. Sebagai konteks, satu metrik kemampuan las yang umum untuk baja adalah: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ Formula ini menunjukkan bagaimana Ni dan Mo meningkatkan kemampuan pengerasan pada baja; dalam paduan Ni, interpretasinya berbeda karena matriks dasarnya bersifat austenitik dan Ni adalah elemen utama. - Formula yang lebih terperinci yang berfokus pada baja: $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$ Sekali lagi, formula ini menyoroti bagaimana elemen seperti Nb dan Ti mempengaruhi kecenderungan retak las pada baja—berguna hanya sebagai panduan kualitatif saat memikirkan efek paduan. - Panduan praktis: - Gunakan logam pengisi yang cocok atau direkomendasikan; ikuti rekomendasi pemanasan awal/pemanasan setelah dan desain sambungan dari lembar data pemasok. - Inconel 625 memiliki catatan pengelasan yang luas dalam layanan yang menuntut (bawah laut, pabrik kimia); Incoloy 825 mudah dilas tetapi pemilihan pengisi penting ketika layanan melibatkan asam reduksi yang kuat atau lingkungan klorida.
6. Korosi dan Perlindungan Permukaan
- Inconel 625
- Ketahanan yang sangat baik terhadap pitting, korosi celah, dan retak korosi stres di lingkungan klorida karena kandungan Mo dan Ni yang tinggi serta stabilisasi Nb. Juga tahan terhadap media oksidasi dan sebagian besar media reduksi serta air laut dan korosi suhu tinggi.
- PREN (Angka Setara Ketahanan Pitting) biasanya digunakan untuk baja tahan karat; untuk paduan berbasis Ni, PREN kurang rutin diterapkan, tetapi formula adalah: $$ \text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N} $$ Untuk paduan Ni dengan Mo yang signifikan, PREN yang tinggi menunjukkan ketahanan pitting yang kuat.
- Incoloy 825
- Ketahanan yang baik terhadap berbagai lingkungan asam (sulfat, fosfat) dan terhadap retak korosi stres di banyak lingkungan klorida, terutama di mana Cu memberikan ketahanan yang lebih baik terhadap asam reduksi. Kurang efektif dibandingkan 625 untuk kondisi klorida/pitting oksidasi yang parah karena Mo lebih rendah.
- Perlindungan permukaan
- Untuk baja non-tahan karat, galvanisasi atau pelapisan organik adalah umum; untuk paduan Ni, perlindungan permukaan sering kali tidak diperlukan karena paduan tersebut secara intrinsik tahan korosi. Jika pelapisan digunakan untuk alasan abrasi atau estetika, pilih sistem yang kompatibel dengan paduan Ni.
7. Fabrikasi, Kemampuan Mesin, dan Kemampuan Bentuk
- Kemampuan Mesin
- Inconel 625: kemampuan mesin sedang hingga buruk dibandingkan dengan baja karbon; pengerasan kerja dan kekuatan tinggi memerlukan bahan alat yang kuat (karbida/CBN), pengaturan yang kaku, dan parameter pemotongan yang konservatif.
- Incoloy 825: sedikit lebih mudah untuk diproses dibandingkan 625 karena kekuatan yang lebih rendah; masih lebih sulit untuk diproses dibandingkan dengan baja tahan karat umum.
- Kemampuan Bentuk dan Pembengkokan
- Kedua paduan dapat dibentuk dan dibengkokkan dalam kondisi annealed, tetapi pemulihan dan keausan alat adalah pertimbangan. Kekuatan Inconel 625 yang lebih tinggi dapat membuat penarikan dalam atau pembengkokan yang ketat lebih menantang.
- Penyelesaian
- Keduanya menerima penyelesaian permukaan standar (penggilingan, pemolesan); hati-hati dengan penumpukan suhu untuk menghindari oksidasi permukaan atau presipitasi.
8. Aplikasi Tipikal
| Inconel 625 | Incoloy 825 |
|---|---|
| Riser lepas pantai, komponen bawah laut, dan pengikat laut (ketahanan klorida/pitting yang sangat baik) | Pipa dan wadah proses kimia yang menangani asam reduksi (sulfat, fosfat) |
| Saluran buang suhu tinggi, wadah pembakaran, bagian turbin (kekuatan suhu) | Tabung dan fitting penukar panas di mana ketahanan asam dan duktilitas diprioritaskan |
| Peralatan pemrosesan kimia yang terpapar fluorida, klorida, dan gas asam | Pabrik kimia nuklir, scrubber pengendalian polusi |
| Overlay las dan pelapisan untuk permukaan tahan korosi | Fabrikasi umum di mana duktilitas tinggi dan kemampuan las diperlukan dengan biaya lebih rendah dibandingkan paduan Mo tinggi |
Rasional pemilihan - Pilih Inconel 625 ketika korosi lokal (pitting/celah), kekuatan suhu tinggi, atau paparan terhadap lingkungan yang sangat oksidatif atau kaya klorida adalah perhatian utama. - Pilih Incoloy 825 ketika ketahanan terhadap asam reduksi, biaya material yang ekonomis, duktilitas yang baik, dan kemudahan fabrikasi adalah pendorong utama.
9. Biaya dan Ketersediaan
- Biaya relatif: Inconel 625 biasanya lebih mahal dibandingkan Incoloy 825 karena kandungan nikel, molibdenum, dan niobium yang lebih tinggi. Biaya material adalah fungsi dari pasar Ni/Mo/Nb global.
- Ketersediaan: Kedua paduan tersedia secara luas di seluruh dunia dalam bentuk umum (tabung, pipa, pelat, lembaran, batang, kawat, pengecoran), tetapi waktu tunggu dapat bervariasi berdasarkan bentuk produk dan kondisi pasar. Waktu tunggu yang lama dan jumlah pesanan minimum lebih sering menjadi masalah dengan bentuk Inconel 625 yang tebal atau khusus.
10. Ringkasan dan Rekomendasi
| Metrik | Inconel 625 | Incoloy 825 |
|---|---|---|
| Kemampuan Las | Sangat baik dengan prosedur yang tepat; perhatian terhadap risiko retak panas karena Nb/Mo | Sangat baik; umumnya toleran dan mudah dilas |
| Kekuatan–Ketangguhan | Kekuatan lebih tinggi, kekuatan suhu tinggi yang sangat baik; ketangguhan yang baik | Ketangguhan dan duktilitas yang baik; kekuatan lebih rendah dibandingkan 625 |
| Biaya | Lebih tinggi (kandungan Ni, Mo, Nb) | Lebih rendah (kurang Mo/Nb; lebih banyak Fe) |
Rekomendasi - Pilih Inconel 625 jika Anda membutuhkan ketahanan pitting dan korosi celah yang superior, kekuatan statis dan suhu tinggi yang lebih tinggi, serta kinerja terbaik di lingkungan klorida atau oksidatif yang agresif—bahkan dengan biaya material yang lebih tinggi. - Pilih Incoloy 825 jika layanan Anda melibatkan asam reduksi atau lingkungan asam campuran, Anda membutuhkan duktilitas yang sangat baik dan kemudahan fabrikasi, dan biaya atau ketersediaan mendukung kimia Ni-Fe-Cr dengan Mo yang lebih rendah.
Catatan akhir: Selalu konfirmasikan pemilihan akhir dengan data korosi spesifik lingkungan, persyaratan sifat mekanis, spesifikasi prosedur pengelasan, dan sertifikat pabrik pemasok. Untuk bagian yang mengandung tekanan atau kritis terhadap keselamatan, pastikan kepatuhan terhadap kode ASME/EN yang berlaku dan verifikasi penerimaan bentuk produk oleh pembuat dan otoritas sertifikasi.