Γιατί το INCONEL 718 ονομάζεται σούπερ κράμα;
Το Inconel 718 (ή κράμα 718) είναι ένας ειδικός τύπος κράματος υψηλής αντοχής, υψηλής θερμοκρασίας με βάση νικελίου-χρωμίου που αντιστέκεται στη διάβρωση, τις υψηλές πιέσεις και τις ακραίες θερμοκρασίες έως και 700 βαθμούς.
Το υλικό αποτελείται από 50-55% νικέλιο, 17-21% χρώμιο, 4.75-5.5% νιόβιο και ταντάλιο, και ίχνη από μολυβδαίνιο, τιτάνιο, κοβάλτιο, αλουμίνιο, μαγγάνιο, χαλκό , πυρίτιο και άλλα στοιχεία.
Λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων του, το Inconel 718 έχει χρησιμοποιηθεί σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών που κυμαίνονται από κατασκευαστικές εργασίες έως στρατιωτικό εξοπλισμό και την αεροδιαστημική βιομηχανία.
Χαρακτηριστικά του Inconel 718
Αντοχή στη θερμοκρασία
Το Inconel 718 έχει σημείο τήξης 1430 μοιρών και παρέχει αποτελεσματική αντοχή στη θερμότητα και σε υψηλές θερμοκρασίες. Λειτουργεί επίσης καλά σε χαμηλές θερμοκρασίες, γεγονός που δείχνει το εύρος της αντοχής στη θερμοκρασία που έχει το υλικό.
φυσική θερμική προστασία
Αυτό το υπερκράμα νικελίου έχει την εγγενή ικανότητα να παράγει ένα ισχυρό και σταθερό στρώμα οξειδίου όταν θερμαίνεται. Αυτή η φυσική ιδιότητα παθητικοποίησης προστατεύει το υλικό από ζημιές.
Αντοχή στη διάβρωση
Ένα προστατευτικό στρώμα οξειδίου δίνει σε αυτή την παραλλαγή Inconel σημαντική αντοχή στην οξείδωση, προστατεύοντάς την έτσι από τη διάβρωση.
Υψηλή μηχανική αντοχή
Σε θερμοκρασία δωματίου, τα υλικά υπερκράματος έχουν ελάχιστη αντοχή διαρροής 725 MPa και ελάχιστη αντοχή εφελκυσμού 1035 MPa. Όταν το Inconel 718 διαλύεται και καταβυθίζεται, αυτά τα στοιχεία αυξάνονται σε 1035 MPa και 1240 MPa αντίστοιχα.
Άριστη ποιότητα συγκόλλησης
Άλλα κράματα Inconel είναι δύσκολο να συγκολληθούν λόγω ευθραυστότητας και ρωγμών σε ακριβή σημεία συγκόλλησης. Ωστόσο, το Inconel 718 δημιουργήθηκε για να λύσει αυτό το πρόβλημα, είτε χρησιμοποιώντας δέσμη ηλεκτρονίων είτε συγκόλληση τόξου.
Καλή ολκιμότητα και ποιότητα επεξεργασίας
Τα περισσότερα κράματα Inconel τείνουν να υφίστανται σκλήρυνση λόγω παραμόρφωσης όταν επιχειρείται η μηχανική επεξεργασία ή ο σχηματισμός τους. Το Inconel 718 είναι διαφορετικό - είναι ευκολότερο να επεξεργαστείτε με σκληρά κοπτικά εργαλεία μέσω πιο αργών μηχανισμών κοπής.
Μετά την πλήρη γήρανση του υλικού, αυτό το κράμα υψηλής θερμοκρασίας μπορεί να κοχλιωθεί με επαγωγική θέρμανση στους 700 βαθμούς.
Παραγωγή και μεταποίηση
Το Inconel 718 μπορεί να παραχθεί με τις ακόλουθες διαδικασίες:
Ανόπτηση: Το μέταλλο θερμαίνεται και στη συνέχεια ψύχεται σταδιακά σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Αυτό δίνει στο υλικό αντοχή και την ικανότητα να αντέχει τη συμπίεση.
Σκλήρυνση κατά την κατακρήμνιση: Ονομάζεται επίσης σκλήρυνση λόγω γήρανσης ή θερμική επεξεργασία με κατακρήμνιση, αυτή η μέθοδος αυξάνει την αντοχή ενός κράματος εισάγοντας ακαθαρσίες πριν από τη θέρμανση.
Κατά την ανόπτηση (γνωστή και ως ενίσχυση στερεού διαλύματος), τα μεταλλικά συστατικά διαλύονται πλήρως, ώστε να μπορούν να καθιζάνουν σωστά, δίνοντας στο Inconel 718 την αντοχή που σχεδιάστηκε να αξίζει.
Στην ενίσχυση της βροχόπτωσης, το νικέλιο και το νιόβιο συνδυάζονται για να σχηματίσουν γάμμα δις (ή Ni3Nb). Η ακραία θερμότητα πάνω από 800 βαθμούς μπορεί να προκαλέσει καθίζηση της φάσης του νικελίου.
Ως εκ τούτου, το Inconel 718 μπορεί να επεξεργαστεί σε προσαρμοσμένα σχήματα και προσανατολισμούς όταν υποβληθεί σε επεξεργασία πάνω από 540 μοίρες.
Εφαρμογές του Inconel 718
τρισδιάστατη εκτύπωση
Το Inconel 718 έχει συνδεθεί με την τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης καθώς το κράμα εκτυπώνει αποτελεσματικά εξαρτήματα σε μια ποικιλία βιομηχανιών. Αρκετές μελέτες έχουν διερευνήσει τη χρήση υπερκραμάτων στη βιομηχανία κατασκευής προσθέτων (AM) και την περαιτέρω βελτίωσή τους για τη μεγιστοποίηση της λειτουργικότητάς τους.
Εξαρτήματα κινητήρα αεριοστροβίλου
Λόγω της αποτελεσματικής συγκολλητικότητας και της αντοχής τους στη θερμότητα, τα υπερκράματα έχουν γίνει αναπόσπαστο μέρος των κινητήρων αεριοστροβίλων.
Αεροδιαστημική και κατασκευή αεροσκαφών
Λόγω της αντοχής και της αντοχής του υλικού, το Inconel 718 έχει γίνει ένα δημοφιλές εξάρτημα για εξαρτήματα turbojet κινητήρα, όπως περιβλήματα συμπιεστή, δίσκοι και πτερύγια ανεμιστήρα. Αυτό το κράμα υψηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή κινητήρων πυραύλων, ειδικά λόγω της υψηλής αντοχής του κράματος στη θερμότητα. Αυτός είναι ο κύριος λόγος για τον οποίο το Inconel 718 χρησιμοποιείται σε περίπου τα μισά από τα συμβατικά μέρη κινητήρων αεροσκαφών.
χύτευση
Αυτή η παραλλαγή Inconel λειτουργεί καλά σε ζεστά περιβάλλοντα, καθιστώντας την ιδανική για εφαρμογές εξαιρετικά υψηλών θερμοκρασιών, όπως η χύτευση μετάλλων. Άλλα μη σιδηρούχα μέταλλα είναι πιο δημοφιλή στη βιομηχανία, αλλά το Inconel 718 είναι αρκετά ανθεκτικό για να προστατεύεται από ζημιές. Ως αποτέλεσμα, τα καλούπια ή οι βάσεις καλουπιών από Inconel 718 έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και καλύτερη αντοχή στην παραμόρφωση.
