Inconel 718 – Højstarkt superlegering til luftfart og automobilindustrien

Inconel 718 er en højstærk, korrosionsbestandig nickelbaseret superalloy, der er udformet til at fungere yderst godt i ekstreme miljøer. Bestående hovedsagelig af nickel (50-55%), krom (17-21%), jern (rest), og betydelige tilføjelser af molybdæn (3%), niobium (5%) og titanium (0,9-1,3%), er Inconel 718 kendt for sin fremragende styrke og modstand mod oxidation og korrosion, selv ved høj temperatur. Alloys kan opretholde sine mekaniske egenskaber ved temperature fra kryogent til omkring 700°C (1290°F), hvilket gør det ideelt til både højtemperaturs- og lavtemperatursapplikationer.

Inconel 718 har også evnen til at blive varmebehandlet for at opnå den ønskede kombination af styrke, tøghed og modstandsdygtighed mod metalmætning. Disse egenskaber gør det særlig nyttigt i luft- og rumfart, automobilindustrien og industrielle anvendelser, hvor materialer skal fungere under høj spænding, høj tryk og ekstreme temperaturer.

Anvendelser af Inconel 718

Pga. dets fremragende kombination af styrke, motstand mod høje temperaturer og korrosionsresistens, bruges Inconel 718 vidt omkring i flere industrier, herunder luft- og rumfart, automobilindustrien og energiproduktion. Nogle af de vigtigste anvendelser af Inconel 718 inkluderer:

1. Luftfart: Inconel 718 bruges hyppigt i luftfartindustrien, især i turbine-motorer, raketmotorer og strukturelle komponenter. Dets høje styrke-til-vægt-forhold, fremragende modstand mod metalmatteness og evne til at opretholde strukturel integritet under ekstreme temperaturbetingelser gør det ideelt for kritiske luftfartsapplikationer såsom turbineblader, rotorer og forbreningskamre. Alloysen fungerer også godt under både statiske og dynamiske belastninger, hvilket sikrer, at den kan klare de spændinger, der opstår under start, flyvning og landing.

2. Bilindustrien: Inconel 718 bruges stadig mere inden for automobilindustrien, især i højydelsesmotorKomponenter såsom turbostrøgere, udstedsværdier og pistoner. Alloys evne til at modstå den høj varme og stress, der opstår i turbostrøgede motorer og andre højydelseskomponenter, gør det til et værdifuldt materiale for automobilindustrien. Det bruges også i udstedssystemer, hvor dets modstand mod oxidation og korrosion er afgørende for at sikre en langvarig ydelse.

3. Gas turbine: Inconel 718 anvendes ofte i produktionen af komponenter til industrielle gasturbiner, der bruges til energiproduktion og aerospace-anvendelser. Alloys modstand mod krybning, fedtighed og oxidation gør det muligt for turbineblader og andre højbelastede komponenter at bevare deres integritet selv efter længere eksponering for ekstreme temperaturer og mekanisk belastning.

4. Kernekraftindustrien: Inconel 718 bruges også i kernekraftreaktorer, hvor komponenter udsættes for høje temperaturer og korrosive miljøer. Alloys styrke, korrosionsresistens og modstand mod strålingsinduceret nedbrydning gør det ideelt til reaktorkomponenter, såsom trykkertoppe og reaktorinteriør.

5. Marine- og offshore-anvendelser: Inconel 718 bruges i marine- og offshoremiljøer, hvor komponenter udsættes for havvand og ekstreme vilkår. Materialets modstand mod korrosion i havvand og dets evne til at beholde mekaniske egenskaber ved høje temperaturer gør det ideelt til anvendelser som varmevekslere, pumper og ventiler i marinesystemer.

6. Industrielle applikationer: Uden for luftfart og automobilbranche bruges Inconel 718 også i forskellige industrielle anvendelser, der involverer højtemperatur- og højbelastningsmiljøer. Dette omfatter dele i højydelsesmotorer, gasturbiner og kemiske forarbejdningsanlæg, hvor modstand mod både termisk og mekanisk fedtigue er afgørende.

Klasse & Specificeringer

Inconel 718 er tilgængelig i forskellige former, såsom stænger, plader, blade og tråde, og produceres ofte i overensstemmelse med bestemte branchespecifikationer for at sikre dets egnethed til højpræstationsanvendelser. Nogle af de vigtigste klasser og specifikationer for Inconel 718 omfatter:

1. UNS N07718: Dette er den standardbetegnelse for Inconel 718, som bruges vidt om i luftfart, automobilindustrien og andre højpræstationsbrancher. Den opfylder strenge mekaniske og kemiske krav, hvilket sikrer, at den kan klare de mest krævende miljøer.

2. AMS 5662: En specifikation for Inconel 718, der bruges inden for luftfarten og andre højpræstationsanvendelser. Denne klasse er kendt for sine fremragende mekaniske egenskaber ved høj temperatur og sin evne til at bevare sin styrke og modstand mod udmattelse over længere tidsperioder.

3. DIN 2.4668: Denne europæiske standardgrad af Inconel 718 bruges ofte i industrielle og luftfartsmæssige anvendelser, hvor der kræves en højydelsesalloy, der kan fungere under høje temperaturer og belastning.

Fremstillingsproces

Produktionen af Inconel 718 indebærer flere nøgletrin for at sikre alle de ønskede egenskaber af alloyd. Disse processer er afgørende for at sikre, at alloyd kan klare de ekstreme vilkår, det udsættes for i forskellige anvendelser.

1. Smeltning og legering: Allojeringselementerne blandinges omhyggeligt i en induktionsovn for at sikre, at kemisk sammensætning af Inconel 718 er præcis. Sammensætningen er afgørende for alloyens styrke, korrosionsmodstand og modstand mod oxidation ved høje temperaturer.

2. Formgivning: Efter at alloyen er smeltet, formges den til forskellige former såsom tykstænger, ingots eller former. Disse kan yderligere bearbejdes til den ønskede form, uanset om det er tråd, plade, blad eller stangmateriale.

3. Varmebearbejdning: Efter kastning-undergår Inconel 718 varmebearbejdningssprocesser såsom slåning eller rullering for at opnå de ønskede former. Denne trin forfiner materialets mikrostruktur, hvilket forbedrer dets mekaniske egenskaber. Varmebehandlingen følges ofte af løsningsvarmebehandling for at opnå optimal styrke og ductilitet.

4. Koldbearbejdning: I nogle tilfælde undergår Inconel 718 koldbearbejdning for at forbedre overfladeafslutningen eller forfinere dets mekaniske egenskaber yderligere. Koldbearbejdningssprocesser såsom trækning og rullering gør det muligt at opnå præcise dimensioner og forbedre materialets styrke og hårdfavn.

5. Varmebehandling: Inconel 718 udsættes for varmebehandling, herunder løsningsanekning og ældningsprocesser, for at øge dens styrke og modstand mod udmattelse. Dette trin er afgørende for at opnå alliansens ønskede ydelsesegenskaber, herunder dens høj spændingsstyrke, modstand mod creep og forbedret udmattelsesmodstand.

6. Udformning: Efter varmebehandling kan Inconel 718 yderligere bearbejdes gennem maskineringsarbejde eller overfladebehandlinger for at opfylde specifikke dimensionelle og æstetiske krav. Dette sikrer, at materialet kan bruges i højgradigt udviklede anvendelser med stramme tolerancer og overfladeintegritet.

7. Inspektion og testing: Kvalitetskontrol er afgørende for at sikre ydelsen af Inconel 718. Omfattende testning, herunder trækprøver, udstændighedstestninger og dimensionsinspektioner, foretages for at sikre, at materialet opfylder de strenge krav fra luft- og rumfartssektoren og bilindustrien. Ikke-skræmmende testmetoder (NDT) såsom ultralyd eller røntgentestning anvendes også hyppigt til at opdage interne fejl.

Brugerkrav

Når brugere vælger Inconel 718 til luft- og rumfart, bilindustri eller andre højydelsesanvendelser, søger de typisk følgende vigtige egenskaber:

1. Høj styrke og modstand mod metaltræthed: Inconel 718's fremragende trækstyrke og modstand mod udmattelse er afgørende for anvendelser som turbineblader, motorKomponenter og strukturelle dele, hvor komponenter udsættes for ekstreme belastninger under drift.

2. Højtemperaturbestandighed: Brugere kræver, at Inconel 718 vedbliver med at opretholde sin styrke og modstand mod oxidation endda ved temperaturer over 700°C (1290°F). Materialet skal beholde sin integritet under højtemperaturbetingelser, hvilket sikrer langvarighed og pålidelighed af kritiske komponenter.

3. Korrosionsbestandighed: Inconel 718 tilbyder fremragende modstand mod både generel korrosion og lokaliseret korrosion (som f.eks. punktskriving og spaltkorrosion) i aggressive miljøer. Dette gør det egnet til anvendelser i luftfart-, automobil- og kemiprocesindustrier, hvor eksponering for korrosive stoffer er almindelig.

4. Svejsbarhed: Inconel 718 er kendt for sin gode svarmefærdighed, hvilket er afgørende for anvendelser, hvor dele skal kobles sammen. Allojet har en modstand mod varmeopspaltning og en let tilgang til svarming, hvilket sikrer stærke og varige forbindelser i kritiske luftfart- og automobilkomponenter.

5. Dimensionelt nøjagtighed: Inconel 718 bruges ofte i anvendelser, der kræver præcise dimensioner og stramme tolerancer. Producenter har brug for, at allojet er konstant og ensartet i sine egenskaber for at sikre pålideligheden og sikkerheden af det endelige produkt.