Инконел 718 – Високопрочна супералоя за авиационната и автомобилната индустрия

Инконел 718 е супералои с висока твърдост и корозионна устойчивост, базиран на никел, предназначен да работи изключително добре в екстремни условия. Съставен предимно от никел (50-55%), хром (17-21%), желязо (баланс) и значителни добавки от молибден (3%), ниобий (5%) и титан (0,9-1,3%), Инконел 718 се отличава с изключителната си твърдост и устойчивост към окисляването и корозията дори при високи температури. Алойят може да запази механичните си свойства при температури, които се намират между криогенни условия и около 700°C (1290°F), което го прави идеален както за високотемпературни, така и за нискотемпературни приложения.

Инконел 718 разполага също с възможността да бъде термично обработван, за да се постигне желаната комбинация от прочност, твърдост и устойчивост към умора. Тези качества го правят особено полезен в аерокосмическата, автомобилната и промишлената сфера, където се изискват материали да работят под високи натоварвания, високо налягане и екстремни температури.

Приложения на Инконел 718

Благодарение на отличната си комбинация от прочност, устойчивост към високите температури и корозия, Инконел 718 е широко използван в няколко индустрии, включително аерокосмическата, автомобилната и производството на енергия. Някои от основните приложения на Инконел 718 включват:

1. Аерокосмическа индустрия: Инконел 718 се използва често във военновъздушната промишленост, по-специално в турбинни мотори, ракетни двигатели и конструктивни компоненти. Неговото високо отношение сила-тегло, отлична устойчивост към умора и способността да поддържа конструкционна целост при екстремни температурни условия правят това сплав идеален за ключовите военновъздушни приложения, като турбинни лопатки, ротори и камери за горене. Сплавът също функционира добре под статични и динамични натоварвания, което гарантира, че може да издържи напреженията, срещани по време на стартиране, полет и кацане.

2. Автомобилна индустрия: Инконел 718 все повече се използва в автомобилната промишленост, по-специално в компонентите на високопроизводителни мотори като турбочарджъри, екзотични клапани и портите. Способността на сплава да се съпротивлява на високата температура и механическото напрежение, произведени от турбочарджерите и другите високопроизводителни компоненти, го прави ценен материал за автомобилната индустрия. Той се използва също така в екзотичните системи, където неговото съпротивление на окислението и корозията е важно за осигуряване на продължителна производителност.

3. Газови турбини: Инконел 718 често се използва при производството на компоненти за индустриални газови турбини, които се използват в енергогенериране и аерокосмически приложения. Способността на сплава да се съпротивлява на деформация, умора и окисление позволява на турбинните лопатки и другите компоненти под високо напрежение да запазят своята целостност дори след продължително излагане на екстремни температури и механическа зареда.

4. Атомна енергетика: Инконел 718 се използва също така в атомни реактори, където компонентите са подложени на високи температури и корозивни среди. Прочността на сплава, неговата устойчивост към корозията и устойчивостта му към радиационно индуцираното разрушаване го правят идеален за компоненти на реактора, като глави на натисковите съдове и вътрешните части на реактора.

5. Марински и офшорни приложения: Инконел 718 се използва в маритимни и офшорни среди, където компонентите са подложени на морска вода и екстремни условия. Устойчивостта на материалът към корозията в морската вода и способността му да запази механичните си свойства при високи температури го правят идеален за приложения като топлообменници, насоси и клапи в маритимни системи.

6. Индустриални приложения: Дляско на аерокосмическата и автомобилната индустрия, Инконел 718 се използва също така в различни промишлени приложения, които включват високотемпературни и напрегнати среди. Това включва части в високопроизводителни двигатели, газови турбини и химически процесни заводи, където устойчивостта към термична и механична умора е критична.

Клас и спецификации

Inconel 718 е достъпен в различни форми, като пръти, листове, плочи и жици, и често се производи според конкретни индустрийни стандарти, за да се гарантира пригодността му за приложения с висока производителност. Някои от основните класове и спецификации на Inconel 718 включват:

1. UNS N07718: Това е стандартното означение за Inconel 718, широко използвано в аерокосмическата, автомобилната и другите индустрии с висока производителност. Отговаря на строгите механични и химични свойства, които гарантират, че може да се справя с най-тежките условия.

2. AMS 5662: Спецификация за Inconel 718, използвана в аерокосмическата и другите индустрии с висока производителност. Този клас е известен с отличните си механични свойства при високи температури и способността си да запази силата си и устойчивостта срещу умора през продължителен период.

3. DIN 2.4668: Този европейски стандартен клас на Инконел 718 често се използва в промишлени и авиационни приложения, които изискват високопроизводителна сплава, която може да работи при високи температури и напрежения.

Производствен процес

Производството на Инконел 718 включва няколко ключови стъпки, за да се гарантират желаните свойства на сплава. Тези процеси са от съществено значение за това сплавът да може да се съпротивлява на екстремните условия, на които е подложен в различни приложения.

1. Плавене и сплавяване: Сплавните елементи се смесват внимателно в индукционна печка, за да се гарантира точността на химическия състав на Инконел 718. Съставът е критичен за силата, устойчивостта към корозията и устойчивостта към окисление при високи температури на сплава.

2. Ливене: След плавенето, сплавът се отливаме в различни форми като билоци, инготи или форми. Те могат да бъдат по-нататъшно обработвани в желания вид, дали то е жила, лист, плоча или профил.

3. Гореща обработка: След градивото, Инконел 718 преминава през топли машинни процеси като ковачене или валичане, за да се образуват необходимите форми. Този етап усъвършенства микроструктурата на материалa, подобряваейки неговите механични свойства. На топлия машинен процес често следва термообработка за раствор, за да се постигне оптималната твърдост и пластичност.

4. Хладна машинна обработка: В някои случаи, Инконел 718 се обработва хладно, за да се подобри повърхностното качество или да се усъвършенстват още повече неговите механични свойства. Хладните машинни процеси, като теглене и валичане, помагат да се постигнат точни размери и да се подобри твърдостта и твърдостта на материала.

5. Термична обработка: Инконел 718 подлежи на термична обработка, включително на изтопяване при температура и стареене, за да се увеличи неговата твърдост и съпротива на умора. Този етап е критичен за постигането на желаните характеристики на сплава, включително неговата висока издръжливост, съпротива на плезенция и подобрена съпротива на умора.

6. Финишинг: След термичната обработка, Инконел 718 може да бъде подложен на допълнителна обработка чрез фрезиране или повърхностни behandlings за да отговаря на специфични размерни и естетически изисквания. Това гарантира, че материалът може да се използва в много инженерни приложения с узки толеранции и повърхностна целост.

7. Проверка и тестове: Контролът на качеството е от съществено значение за гарантиране на перформанса на Инконел 718. Провежда се всеобхватен тестинг, включващ растегателни тестове, тестове за умора и размерни проверки, за да се увери, че материалът отговаря на строгите изисквания на авиационната и автомобилната индустрия. Применяват се и неразрушителни методи за тестирания (НМТ) като ултразвуково или рентгенови тестове, за да се откриват вътрешни дефекти.

Изисквания на потребителя

Когато избират Инконел 718 за авиационни, автомобилни или други високопроизводителни приложения, потребителият обикновено търси следните ключови характеристики:

1. Висока прочност и устойчивост към умора: Превъзходната издръжливост и съпротива на умора на Инконел 718 са от ключово значение за приложения като турбинни лопатки, двигателни компоненти и конструктивни части, където компонентите са подложени на екстремни напрежения по време на функционирането.

2. Устойчивост на високи температури: Потребителите изискват Инконел 718 да запази своята сила и съпротива на окислението дори при температури над 700°C (1290°F). Материалът трябва да поддържа своята целост при високотемпературни условия, гарантирайки продължителността и надеждността на критичните компоненти.

3. Устойчивост на корозия: Инконел 718 предлага отлична съпротива както към обща, така и към локализирана корозия (като точково и щеповидно разрушение) в агресивни среди. Това го прави подходящ за приложения в авиационната, автомобилната и химикофармацевтичната промишленост, където се среща често с корозивни вещества.

4. Свариваемост: Инконел 718 е известен с добрата си сварливост, която е от съществено значение за приложенията, в които частите трябва да бъдат свързани заедно. Съпротивността на сплава срещу термични трескания и лесната му сварливост гарантират силни и устойчиви съединения в критични компоненти за аерокосмическата и автомобилната индустрия.

5. Дименсионална точност: Инконел 718 често се използва в приложения, които изискват прецизни размери и строги толеранси. Производителите нуждаят се от сплава да бъде последователен и унифициран по свойствата си, за да се осигури надеждността и безопасността на крайния продукт.