پلاک اینکونل 718 - بهترین انتخاب برای پرهای توربین و تانک‌های کریوژن

اینکونل 718 یک آلیاژ نیکل-کروم با عملکرد بالا است که به خاطر مقاومت بی‌نظیر آن در برابر فشار، اکسیداسیون و همچنین مقاومت عالی در دماهای بالا شناخته می‌شود. این آلیاژ اصلًا از نیکل (50 تا 55٪)، کروم (17 تا 21٪) و عناصر کلیدی مانند مولیبدن، نیوبیوم و تیتانیوم تشکیل شده است که ویژگی‌های فوق العاده‌ای را به آن می‌دهند و اینکونل 718 را به یک ماده مناسب برای کاربردهای حساس هوافضا، تولید انرژی و کریوژن تبدیل می‌کنند.

پلاک اینکونل 718 در انواع ضخامت‌ها تولید می‌شود و به طور گسترده در محیط‌های دارای فشار بالا و دمای بالا که مواد باید سازگاری مکانیکی خود را تحت شرایط چالش‌برانگیز حفظ کنند، استفاده می‌شود. با توجه به مقاومت کششی بالا، مقاومت در برابر خستگی و توانایی مقاومت در برابر جابجایی حرارتی، پلاک اینکونل 718 برای تولید بلدهای توربین و تانک‌های کریوژن مناسب است، جایی که شرایط فشار، دما و تنش مکانیکی بسیار شدید وجود دارد.

کاربردهای پلاک اینکونل 718

1. بلader توربین در موتورهای جت: صفحهٔ اینکونل 718 یک مادهٔ اصلی است که در صنعت هوافضا استفاده می‌شود، به ویژه برای بلader توربین در موتورهای جت. توانایی این ماده در تحمل دمای بالا (تا 700 درجه سانتیگراد) بدون از دست دادن قوتش، آن را انتخاب مناسبی برای بلader توربین می‌کند، که باید با گرما و تنش‌های مکانیکی بالایی که طی پرواز تولید می‌شود، مقابله کند. مقاومت اینکونل 718 نسبت به خستگی حرارتی، اکسیداسیون و جذب کردن آن را برای این کاربردهای با عملکرد بالا مناسب می‌سازد.

2. تانک‌های کریوژن و موتورهای راکت: یکی دیگر از کاربردهای مهم پلاست Inconel 718 در تانک‌های کریوژن که در کاوش فضایی و موتورهای راکت استفاده می‌شوند، می‌باشد. در این سیستم‌ها، مواد باید دمای بسیار پایین، معمولاً زیر -250°C (-418°F) را تحمل کنند. Inconel 718 به طور خاص برای عملکرد در شرایط دمای بالا و کریوژن طراحی شده است، که آن را انتخاب مناسبی برای تانک‌های کریوژن و قطعات مرتبط که در ذخیره‌سازی و حمل گازهای مایع مانند هیدروژن مایع و اکسیژن مایع استفاده می‌شوند، می‌کند.

3. توربین‌های گازی و تولید انرژی: در نیروگاه‌ها و سیستم‌های انرژی دیگر، صفحهٔ اینکونل 718 در مولفه‌های کلیدی توربین استفاده می‌شود. عملکرد برجسته این ماده در محیط‌های دمای بالا، اطمینان می‌دهد که مولفه‌هایی مانند برگ‌ها، روترها و استاتورها در توربین‌های گازی بتوانند فشارهای بالایی که در طی تولید انرژی مواجه می‌شوند را تحمل کنند. توانایی مقاومت در برابر اکسیداسیون و جابجایی حرارتی در دماهای بیش از 700 درجه سانتیگراد، اجازهٔ عملکرد قابل اعتماد و بلندمدت در این کاربردهای سخت را می‌دهد.

4. تجهیزات پردازش شیمیایی: اینکونل 718 همچنین در صنعت پردازش شیمیایی برای کاربردهایی که مقاومت نسبت به گرما و فرسایش اهمیت دارد، استفاده می‌شود. ظرف‌ها، واکنش‌گرهای و مولفه‌های دمای بالا که به مواد شیمیایی عدیو عرضه می‌شوند، اغلب از اینکونل 718 ساخته می‌شوند، زیرا آن اطمینان می‌دهد که در محیط‌های فرسایشی طولانی‌مدت به دوام خواهد رسید.

5. کاربردهای دریایی و فرادریایی: تختهٔ اینکونل 718 در توربین‌های دریایی، عملیات حفاری در عمق دریا و دیگر تجهیزات فرادریایی که قطعات تحت فشار بالا و آب دریا خورشیده هستند، استفاده می‌شود. مقاومت ضد خوردگی، نیروی بالا و مقاومت در برابر خستگی آن، آن را به عنوان ماده‌ای مناسب برای کاربردهای با عملکرد بالا و تنش زیاد می‌سازد.

گر드 و مشخصات

پلاک اینکونل 718 برای رعایت استانداردهای صنعتی خاص و دسته‌بندی‌هایی ساخته می‌شود تا مطمئن شود که نیازهای دقیق کاربردهایی مانند پره‌های توربین و تانک‌های کریوژن را برآورده می‌کند. برخی از مشخصات کلیدی شامل موارد زیر است:

1. UNS N07718: این نامگذاری استاندارد برای اینکونل 718 است. این ماده برای قطعاتی که باید در برابر دمای بالا و تنش‌های مکانیکی مقاوم باشند، گسترده استفاده می‌شود. تختهٔ UNS N07718 به دلیل نیروی بی‌نظیر، مقاومت علیه اکسیداسیون و پایداری حرارتی در دماهای بالا، مناسب برای شفت‌های توربین، تانک‌های کریوژن و کاربردهای هوافضا است.

2. AMS 5596: این مشخصات برای تختهٔ اینکونل 718 که در کاربردهای هوافضا استفاده می‌شود، است. AMS 5596 به ویژه برای شفت‌های توربین و قطعات موتور که در طول عملکرد تحت دماهای استثنائی و بارهای مکانیکی قرار می‌گیرند، مناسب است.

3. AMS 5590: این یک مشخصه دیگر برای صفحه Inconel 718 است، که معمولاً برای قطعات هوافضا استفاده می‌شود. این محصول به طور خاص برای کاربردهایی طراحی شده است که نیازمند مقاومت بالا در برابر خستگی و جابجایی زاحل هستند، مانند توربین‌های بلاد و مولفه‌های موتور موشک.

4. DIN 2.4668: معادل استاندارد اروپایی UNS N07718، این نوع برای همان کاربردهای بحرانی استفاده می‌شود، شامل توربین‌های بلاد، تانک‌های سرمایشی و مولفه‌هایی در محیط‌های دمای بالا. ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های عملکردی آن به طور نزدیک با استانداردهای ASTM مورد استفاده در ایالات متحده مطابقت دارد.

فرآیند تولید پلاک Inconel 718

فرآیند تولید صفحهٔ اینکونل 718 شامل سری از مراحل برای اطمینان از اینکه ماده با مشخصات مورد نیاز برای کاربردهای با عملکرد بالا همخوانی داشته باشد. این فرآیندها طراحی شده‌اند تا خواص مکانیکی ماده را بهبود بخشند و همچنین هماهنگی ابعاد و کیفیت صفحه را تضمین کنند.

1. ذوب و آلیاژسازی: تولید صفحه Inconel 718 با ذوب نیکل خالص، کروم، مولیبدن، نیوبیوم و آلیاژ‌های تیتانیوم در فورن ذوب شویده خلاء یا فورن کمان الکتریکی آغاز می‌شود. کنترل دقیق فرآیند آلیاژسازی اطمینان می‌دهد که ماده دارای ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های صحیح، از جمله مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون، نیرو و مقاومت در برابر خستگی حرارتی باشد.

2. قابگیری و شکل‌دهی: پس از ذوب آلیاژ، آن را به بلندک‌های بزرگ یا انگوت‌ها قابگیری می‌کنند. سپس بلندک‌ها گرم شده و فشار داده می‌شوند تا ماده را تصفیه کرده و شکل مورد نظر را به آن بدهند. این مرحله همچنین یکنواختی در ساختار دانه‌ای ماده را تضمین می‌کند، که برای حفظ مقاومت بالا و مقاومت علیه جذب در شرایط استثنایی بسیار حیاتی است.

3. فلزکشی و تشکیل صفحه: بلندک‌های فشار داده شده سپس به صفحات بزرگ با ضخامت‌های مختلف فلزکشی می‌شوند. فرآیند فلزکشی ساختار دانه‌ای ماده را تصفیه می‌کند و خواص مکانیکی آن را، به ویژه مقاومت و مقاومت در برابر خستگی، بهبود می‌بخشد. ضخامت صفحه به دقت کنترل می‌شود تا نیازهای خاص برگ‌های توربین، مخازن کریوژن و کاربردهای دیگر را برآورده کند.

4. پردازش گرما: تخته اینکونل 718 فرآیندی از پردازش گرما شامل آنژیر حل و سپس قارچ کردن را طی می‌کند. آنژیر حل برای حذف تنش‌ها و همگون‌سازی ساختار میکروسکوپی استفاده می‌شود، در حالی که قارچ کردن برای تقویت مواد با استفاده از سخت‌سازی رسوب انجام می‌شود. این فرآیند پردازش گرما مطمئن می‌کند که ماده بتواند تحت شرایط دمای بالا و سیالات خرد بهترین عملکرد را ارائه دهد.

5. تمام‌کاری و بررسی: پس از پردازش گرما، تخته اینکونل 718 به فرآیندهای تمام‌کاری مورد حمل و نقل قرار می‌گیرد تا سطح تمام‌کاری و ابعاد مورد نیاز را دستیابی کند. سپس تخته برای هرگونه عیب داخلی یا نامنظمی بررسی می‌شود. روش‌های متداول بررسی شامل آزمایش صوتی، آزمایش جریان جنبشی و بررسی ایکس-ری است. اندازه‌گیری‌های ابعادی نیز انجام می‌شود تا مطمئن شود که تخته مشخصات لازم برای کاربرد مورد نظر را دارد.

نیازهای کاربر

کاربران صفحه اینکونل 718 معمولاً نیازمندی‌های سختگیرانه‌ای دارند به علت طبیعت پیشرفته کاربردها. برخی از مهم‌ترین نیازهای کاربران شامل:

1. مقاومت بالا و ضد خستگی: باید صفحهٔ اینکونل 718 دارای مقاومت کششی عالی و توانایی مقابله با خستگی باشد، به‌ویژه در پرهای توربین و قطعاتی که تحت بارگذاری دوره‌ای و تنش‌های مکانیکی بالا قرار دارند. مواد باید حتی در شرایط عملیاتی شدید، سازگاری خود را طی دوره‌های زمانی طولانی حفظ کنند.

2. مقاومت در دمای بلند: برای کاربردهای موتورهای جت، توربین‌ها و سیستم‌های دیگر با دماهای بلند، صفحهٔ اینکونل 718 باید قدرت و عملکرد خود را در دماهای فراتر از 700 درجه سانتیگراد (1290 فارنهایت) حفظ کند. توانایی آن در مقابله با جابجایی حرارتی و اکسیداسیون، آن را برای قطعاتی که در محیط‌هایی با دماهای نوسانی عمل می‌کنند، مناسب می‌سازد.

3. عملکرد در دماهای کریوژن: در کاربردهای کریوژن، از صفحهٔ اینکونل 718 انتظار می‌رود که ویژگی‌های مکانیکی خود را در دماهای بسیار پایین، اغلب زیر -250 درجه سانتیگراد (-418 فارنهایت) حفظ کند. مواد باید حتی در این شرایط سخت، سختی، پایداری ابعادی و مقاومت در برابر هشدارپذیری خود را حفظ کنند.

4. مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون: قطعاتی که به محیط‌های سخت مانند واحدهای پردازش شیمیایی، کاربردهای دریایی و توربین‌های تولید برق معرض قرار می‌گیرند، نیازمند موادی هستند که مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی داشته باشند. مقاومت عالی Inconel 718 در برابر خوردگی، طولانی‌مدت بودن استحکام آن را در شرایط علیجه‌ای تضمین می‌کند.

5. دقت ابعادی: کاربران در صنایع فضایی و تولید برق نیازمند این هستند که صفحه Inconel 718 به مشخصات ابعادی دقیقی برسد. تحمل‌های محکم ضروری است تا اطمینان حاصل شود صفحه در مجموعه‌های پیچیده جایگاه مناسب پیدا کرده و تحت شرایط فشار بالا و دماهای بالا به طور قابل اعتماد عمل کند.

6. قابلیت لاستیکی و سادگی ساخت: صفحه Inconel 718 باید همچنین قابل لاستیکی آسان و سازگار با تکنیک‌های مختلف ساخت باشد. قابلیت لاستیکی خوب آن اطمینان می‌دهد که می‌توان آن را در سیستم‌های پیچیده ادغام کرد بدون اینکه استحکام یا مقاومت آن در برابر دماهای بالا کاهش یابد.