Inconel 718 – Vysokopevný superalloy pro letecký a automobilový průmysl

Inconel 718 je vysokopevný, korozionálně odolný niklový superalloy navržený tak, aby vynikajícím způsobem fungoval v extrémních podmínkách. Skládá se především z niklu (50-55 %), chromu (17-21 %), železa (zbytek) a významných přídavek molybdenu (3 %), niobu (5 %) a titanu (0,9-1,3 %). Inconel 718 je znám díky své vynikající pevnosti a odolnosti vůči oxidaci a korozi, dokonce i při vysokých teplotách. Tento slit může udržet své mechanické vlastnosti v teplotních rozsazích od kryogenních podmínek až po asi 700°C (1290°F), což ho činí ideálním jak pro vysokoteplotní, tak pro nízkoteplotní aplikace.

Inconel 718 také má schopnost být tepelně zpracován pro dosažení požadované kombinace pevnosti, výdržnosti a odolnosti proti únavě. Tyto vlastnosti ho činí zvláště užitečným v leteckém, automobilovém průmyslu a v průmyslových aplikacích, které vyžadují materiály, aby fungovaly při vysokém napětí, vysokém tlaku a extrémních teplotách.

Aplikace Inconel 718

Díky své vynikající kombinaci pevnosti, odolnosti vůči vysokým teplotám a odolnosti proti korozi je Inconel 718 široce používán v několika odvětvích, včetně leteckého, automobilového průmyslu a výroby elektrické energie. Některé z klíčových aplikací Inconel 718 zahrnují:

1. Vesmírný průmysl: Inconel 718 je běžně používán v letectví, zejména ve vrtulových motorech, raketových pohonech a konstrukčních součástech. Jeho vysoký poměr pevnosti ke hmotnosti, vynikající odolnost proti únavě a schopnost udržet strukturní integrity při extrémních teplotách ho činí ideálním pro klíčové aplikace v letectví, jako jsou vrtule, rotorové soustavy a spalovací komory. Kovy také dobře fungují jak pod statickými, tak dynamickými zátěžemi, což zajišťuje, že vydrží stresy setkávající se během startu, letu a přistání.

2. Automobilový průmysl: Inconel 718 se stává čím dál více používán v automobilovém průmyslu, zejména ve vysokovýkonných částech motoru, jako jsou turbíny, výfukové ventilky a pistole. Schopnost slitiny odolávat vysokému teplu a stresu vyvolanému turbocharged motory a dalšími vysokovýkonnými součástmi z něj činí cenný materiál pro automobilový průmysl. Používá se také ve výfukových systémech, kde jeho odolnost proti oxidaci a korozi je klíčová pro zajištění trvalé výkonnosti.

3. Plynové turbíny: Inconel 718 se často používá při výrobě součástí průmyslových plynových turbín, které se používají v elektřině a leteckém průmyslu. Odolnost slitiny proti plazmování, únavě a oxidaci umožňuje, aby listy turbín a další vysokonáročné součásti udržely svou integrity i po dlouhodobém vystavení extrémním teplotám a mechanickému zatížení.

4. Jaderný průmysl: Inconel 718 se také používá v jaderných reaktorech, kde jsou součásti vystaveny vysokým teplotám a korozivním prostředím. Síla slitiny, odolnost proti korozi a odolnost proti degradaci způsobené radiací ji činí ideální pro komponenty reaktoru, jako jsou hlavy tlakových nádob a vnitřní části reaktoru.

5. Námořní a offshore aplikace: Inconel 718 se používá v maritímních a offshore prostředích, kde jsou součásti vystaveny mořské vodě a extrémním podmínkám. Odolnost materiálu proti korozi v mořské vodě a jeho schopnost udržet mechanické vlastnosti při vysokých teplotách ho činí ideálním pro aplikace jako výměníky tepla, pumpy a ventilace v maritímních systémech.

6. Průmyslové aplikace: Mimo leteckou a automobilovou průmyslovou oblast je Inconel 718 také používán v různých průmyslových aplikacích, které zahrnují vysokoteplotní a vysokonároční prostředí. To zahrnuje díly v vysokovýkonnostních motorech, plynových turbínách a zařízeních na zpracování chemikálií, kde je kritická odolnost jak termální, tak mechanické únavě.

Typ & Specifikace

Inconel 718 je dostupný ve více formách, jako jsou tyče, listy, desky a dráty, a často se vyrábí podle konkrétních průmyslových standardů, aby bylo zajištěno jeho použití pro aplikace vysoce výkonné. Některé z klíčových tříd a specifikací Inconel 718 zahrnují:

1. UNS N07718: Toto je standardní označení pro Inconel 718, široce používané v letectví, automobilovém průmyslu a dalších vysokovýkonných odvětvích. Splňuje přísné mechanické a chemické vlastnosti, což zaručuje, že vydrží nejžádostivější prostředí.

2. AMS 5662: Specifikace pro Inconel 718 používanou v letectví a dalších vysokovýkonných aplikacích. Tato třída je známá svými vynikajícími mechanickými vlastnostmi při vysokých teplotách a schopností udržet svoji sílu a odolnost proti únavě po delší období.

3. DIN 2.4668: Tento evropský standardní stupeň Inconelu 718 se často používá v průmyslových a leteckých aplikacích, které vyžadují vysokovýkonnou slitinu schopnou fungovat při vysokých teplotách a zátěži.

Výrobní proces

Výroba Inconelu 718 zahrnuje několik klíčových kroků, které zajistí požadované vlastnosti slitiny. Tyto procesy jsou nezbytné pro to, aby slitina mohla odolávat extrémním podmínkám, kterým je vystavena v různých aplikacích.

1. Tavení a slitinování: Prvkové doplňky jsou pečlivě smíchány v indukční peci, aby byl zajištěn přesný chemický složení Inconelu 718. Složení je kritické pro sílu slitiny, odolnost proti korozi a odolnost proti oxidaci při vysokých teplotách.

2. Odlévání: Po roztavení slitiny je odlita do různých tvarů, jako jsou tyče, ingoty nebo formy. Tyto lze dále zpracovat do požadovaného tvaru, ať už jde o drát, plech, desku nebo hmotnou tyč.

3. Tepelná úprava: Po zhotovení je Inconel 718 podroben tepelným úpravám, jako jsou kování nebo valení, aby byly dosaženy požadované tvarové vlastnosti. Tento krok zdokonaluje mikrostrukturu materiálu a zvyšuje jeho mechanické vlastnosti. Tepelná úprava je často následována řešením tepelného opevňování pro dosažení optimální pevnosti a vytahovitosti.

4. Studená úprava: V některých případech je Inconel 718 chladně úpraven, aby se zlepšil povrch nebo dále zdokonalovaly jeho mechanické vlastnosti. Chladné úpravy, jako jsou tahání a valení, pomáhají dosáhnout přesných rozměrů a zlepšit pevnost a tvrdost materiálu.

5. Tepelné zpracování: Inconel 718 je podroben tepelnému zpracování, včetně rozpouštění a stárnutí, aby se zvýšila jeho pevnost a odolnost proti unavení. Tento krok je klíčový pro dosažení požadovaných vlastností slitin, včetně vysoké statické pevnosti, odolnosti proti plazmování a zvýšené odolnosti proti unavení.

6. Dokončování: Po tepelné úpravě může být Inconel 718 dále zpracován pomocí frézování nebo povrchových úprav, aby vyhovoval konkrétním rozměrovým a estetickým požadavkům. To zajistí, aby materiál mohl být použit v vysoce inženýrských aplikacích s přesnými tolerancemi a integritou povrchu.

7. Kontrola a testování: Kontrola kvality je nezbytná pro zajištění výkonu Inconelu 718. Provedují se rozsáhlé testy, včetně tahových zkoušek, únavových zkoušek a rozměrových kontrol, aby bylo zajištěno, že materiál vyhovuje přísným požadavkům letectví a automobilového průmyslu. Používají se také nezasahovatelské metody testování (NDT), jako jsou ultrazvukové nebo rentgenové testy, pro detekci vnitřních vad.

Požadavky uživatele

Při výběru Inconelu 718 pro letectví, automobilový průmysl nebo jiné vysokovýkonnostní aplikace obvykle uživatelé hledají následující klíčové atributy:

1. Vysoká síla a odolnost proti unavení: Vynikající tahová síla a odolnost Inconelu 718 proti unavení jsou nezbytné pro aplikace jako třebas vějířové listy, motorní součásti a konstrukční díly, kde během provozu komponenty vydržují extrémní zátěže.

2. Odolnost vůči vysokým teplotám: Uživatelé požadují, aby Inconel 718 udržoval svou sílu a odolnost proti oxidaci i při teplotách přesahujících 700 °C (1290 °F). Materiál musí zachovat svoji integrity v podmínkách vysokých teplot, čímž zajistí dlouhověkost a spolehlivost klíčových součástí.

3. Odolnost proti korozi: Inconel 718 nabízí výbornou odolnost jak proti obecné korozii, tak proti lokální korozii (například proti pihování a korozním štěrbinám) v agresivních prostředích. To ho činí vhodným pro aplikace v leteckém, automobilovém a chemickém průmyslu, kde je běžné vystavení korozivním látkám.

4. Svářivost: Inconel 718 je známý svou dobrou spojovatelností, což je klíčové pro aplikace, kde je třeba části spojit. Odolnost slitiny vůči teplotním trhlinám a jednoduchost svařování zajišťují pevná a trvanlivá spojení v kritických komponentech leteckého průmyslu a automobilového průmyslu.

5. Rozměrová přesnost: Inconel 718 se často používá v aplikacích, které vyžadují přesné rozměry a úzké tolerance. Výrobci potřebují, aby slitina byla konzistentní a rovnoměrná ve svých vlastnostech, aby se zajistila spolehlivost a bezpečnost konečného produktu.