Γιατί είναι δύσκολο να επεξεργαστείτε το Inconel;
Το υπερκράμα Inconel 718 είναι ένα από τα πιο σημαντικά κράματα στην οικογένεια υπερκράματος με βάση το νικέλιο. Αυτό το κράμα υψηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιείται κυρίως στην αεροδιαστημική βιομηχανία για την κατασκευή εξαρτημάτων αεροδιαστημικής και εξαρτημάτων κινητήρων αερίου. Στους κινητήρες αερίου, περίπου το 50% των εξαρτημάτων είναι κατασκευασμένα από υπερκράματα με βάση το νικέλιο. Το υλικό είναι κατάλληλο για δοχεία θερμικής επεξεργασίας, όπως πτερύγια αεριοστροβίλων, πτερύγια τουρμπίνας κ.λπ. Η χρήση του Inconel 718 στην αεροδιαστημική βιομηχανία πηγάζει από τις μοναδικές του ιδιότητες, όπως υψηλή αντοχή στην οξείδωση, αντοχή στη διάβρωση σε διαβρωτικά περιβάλλοντα, αντοχή στον ερπυσμό , αντοχή στη θερμική κόπωση σε υψηλές θερμοκρασίες (μέχρι 923 βαθμούς Κ) και χαμηλές θερμοκρασίες και την υψηλή μηχανική αντοχή του υπό αυτές τις συνθήκες.
Τα εξαρτήματα των σύγχρονων κινητήρων αεριοστροβίλων, όπως τα πτερύγια των στροβίλων, λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες (στην περιοχή 823,15–1373,15 βαθμούς Κ). Αυτό οδήγησε στην παραγωγή εξαρτημάτων με χρήση προηγμένων τεχνικών υλικών, συμπεριλαμβανομένων των υπερκραμάτων με βάση το νικέλιο. Ανάμεσα σε αυτά τα υπερκράματα, το Inconel 718 είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο. Προκειμένου να βελτιωθεί η ανθεκτικότητα αυτού του κράματος υψηλής θερμοκρασίας, ένας σημαντικός αριθμός οπών (20,000-40,000) ανοίγεται στη δομή των πτερυγίων του στροβίλου, με διάμετρος 0,3-5 mm και λόγος διαστάσεων (40-600): 1 (αναλογία βάθους προς διάμετρο). Αυτές οι οπές προσδιορίζονται ως "τρύπες ψύξης" επειδή το ψυκτικό υγρό (αέριο ή υγρό) μπορεί να ρέει μέσα από αυτές, μειώνοντας τη θερμοκρασία του συστατικού υλικού. Η ακρίβεια του σχήματος των διαστάσεων και η ποιότητα της εσωτερικής επιφάνειας των οπών επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας ψύξης. Συχνά επιλέγονται μη συμβατικές μέθοδοι για τη διάνοιξη οπών ψύξης, όπως η κατεργασία ηλεκτρικής εκκένωσης (EDM).
Η χημική σύνθεση του Inconel 718 διασφαλίζει τις εξαιρετικές μηχανικές του ιδιότητες. Τα στοιχεία κράματος όπως το Ni και το Cr αντιστέκονται στη διάβρωση, την οξείδωση, την ενανθράκωση και άλλους μηχανισμούς ζημιάς σε υψηλές θερμοκρασίες. Το Ni και το Cr κρυσταλλώνονται ως φάση γάμμα (με επίκεντρο κυβικό). Επιπλέον, προστίθενται Al, Ti, Nb, Co, Cu και W για τη βελτίωση της μηχανικής και της αντοχής στη διάβρωση. Το Nb προστίθεται για να σχηματιστεί το σκληρυμένο ίζημα (Ni3Nb, τετραγωνική μετασταθερή φάση με κέντρο το σώμα). Ti και Al προστίθενται για να καταβυθιστεί η μορφή της διαμεταλλικής ένωσης (Ni3Ti, Al, απλός κυβικός κρύσταλλος). Αυτά τα στοιχεία κράματος χαρακτηρίζονται από την αναλογία τους Η πρόσκρουση των " σωματιδίων είναι μικρότερη. Δύο φάσεις (' και ") παρέχουν την υψηλή αντοχή του υπερκράματος Inconel 718 (τελική αντοχή εφελκυσμού 1,1 GPa). Επιπλέον, προστίθεται C για να καταβυθιστεί για να σχηματιστούν καρβίδια MC (M=Ti ή Nb). Η περιεκτικότητα σε C πρέπει να είναι αρκετά χαμηλή, έτσι ώστε τα Nb και Ti να καθιζάνουν με τη μορφή σωματιδίων ' και '.
