Inconel 718 – Korkean vahvuuden superlelu auto- ja ilmailualalle

Inconel 718 on korkeavahvuinen, korroosiorkestävä nikkelipohjainen superleiki, joka on suunniteltu toimimaan erityisen hyvin äärimmäisissä ympäristöissä. Se koostuu pääasiassa nikkelistä (50-55 %), kromista (17-21 %), rautasta (jäännös) sekä merkittävistä lisäyksistä molibdaanista (3 %), niobista (5 %) ja titaanista (0,9-1,3 %). Inconel 718 tunnetaan erinomaisesta vahvuudestaan ja vastustuskyvystänsä hiilistyksen ja korroosion suhteen, vaikka lämpötiloja olisi korkeita. Leikki säilyttää mekaaniset ominaisuutensa temperatuureissa, jotka vaihtelevat kyrosuhdanteista noin 700°C (1290°F) asti, mikä tekee siitä ideaaliseksi molempien korkean ja matalan lämpötilan sovelluksille.

Inconel 718:llä on myös kykyä käydä läpi lämpökuivia, jotta saavutetaan haluttu voimakkuuden, kestävyyden ja väsymisvastuksen yhdistelmä. Nämä ominaisuudet tekevät siitä erityisen hyödyllisen ilmailu-, autoteollisuus- ja teollisuuskäytöksissä, joissa materiaaleja vaaditaan toimimaan korkeassa stressissä, suurella paineella ja äärimmäisissä lämpötiloissa.

Inconel 718:n sovellukset

Sen erinomaisen voimakkuuden, korkeiden lämpötilojen vastustuksen ja korrosioon vastustavan kyvyn ansiosta Inconel 718 on laajalti käytössä useissa teollisuudenaloissa, mukaan lukien ilmailu-, autoteollisuus- ja energiantuotanto. Joitakin keskeisimmistä Inconel 718:n sovelluksista ovat:

1. Ilmailu: Inconel 718 käytetään yleisesti ilmailualassa, erityisesti turbiinimoottoreissa, rakettimekanismeissa ja rakenteellisissa komponenteissa. Sen korkea vahvuus-paino-suhteensa, erinomainen väsymiskannatuskyky sekä kyky säilyttää rakenteellinen kokonaisuus äärimmäisissä lämpötiloissa tekevät siitä ideaalisen ilmailun kriittisiin sovelluksiin, kuten turbiinilehtimuihin, rotoriksiin ja polttohuoneisiin. Alloys toteuttaa myös hyvin sekä statisiin että dynaamisiin kuormituksiin, varmistamalla, että se kestää jännitteet, jotka kohtaavat lennon alussa, lennossa ja maanpäällistyksessä.

2. Autoteollisuus: Inconel 718 käytetään yhä enemmän autoteollisuudessa, erityisesti korkean suorituskyvyn moottoriosissa, kuten turbollaajinnoissa, päästöventeissä ja sylinteripisteyksissä. Liiton kyky selviytyä turbo-moottoreiden ja muiden korkean suorituskyvyn komponenttien aiheuttamasta korkeasta lämpötilasta ja jännitteestä tekee siitä arvokkaan materiaalin autoteollisuudelle. Se käytetään myös päästöjärjestelmissä, joissa sen hapan ja korroosioon vastustus on välttämätön kestävän suorituksen varmistamiseksi.

3. Kaasuturbiinit: Inconel 718 käytetään usein teollisten kaasuturbiinien komponenttien valmistuksessa, jotka hyödynnetään sähköntuotannossa ja ilmailuteollisuudessa. Liiton vastus kuihun, väsymykseen ja hapaan mahdollistaa turbiinilehtien ja muiden korkean jännitteen komponenttien eheyden säilymisen jopa pitkään joutumisen jälkeen äärimmäisiin lämpötiloihin ja mekaanisiin kuormituksiin.

4. Ydinvoimalateollisuus: Inconel 718 käytetään myös ydinreaktoreissa, joissa komponentteja altistetaan korkeille lämpötiloille ja korrosiivisille ympäristöille. Laitoksen vahvuus, korrosiorintisyky ja vastustus sähkömagneettisen säteilyn aiheuttamaa hankaloitumista tekevät siitä ideaalin reaktorikomponentteina, kuten painevesijärjestelmien katolle ja reaktorin sisäosuuksille.

5. Meriliikenne- ja maassaannikko-sovellukset: Inconel 718 käytetään merellisissä ja merenpäällisissä ympäristöissä, joissa komponentteja altistetaan merivedelle ja äärimmäisille olosuhteille. Aineen korrosiorintisyys merivedessä ja sen kyky säilyttää mekaaniset ominaisuudet korkeilla lämpötiloilla tekevät siitä ideaalisen sovelluksissa, kuten lämmitysvaihtimissa, pompeissa ja venttiileissä merijärjestelmissä.

6. Teolliset sovellukset: Lentokone- ja autoteollisuuden ylioppien lisäksi Inconel 718 käytetään myös monissa teollisissa sovelluksissa, jotka koskettavat korkeanlämpötilaisia ja korkean stressin ympäristöjä. Tämä sisältää osia korkeasuorituskykyisissä moottoreissa, kaasuturbiineissa ja kemiallisessa prosessointiteollisuudessa, joissa on kriittinen vastustus sekä termisiin että mekaanisiin väsymiseen.

Luokka & Määritykset

Inconel 718 on saatavilla eri muodoissa, kuten palkkeina, lehdinä, telineinä ja janoina, ja se valmistetaan usein tietyille teollisuuden standardille varmistaakseen sen sopivuuden korkean suorituskyvyn sovelluksiin. Joitakin keskeisiä Inconel 718:n luokkia ja määrityksiä ovat:

1. UNS N07718: Tämä on standardi-merkintä Inconel 718:lle, jota käytetään laajalti ilmailuteollisuudessa, autoteollisuudessa ja muissa korkean suorituskyvyn teollisuusaloilla. Se täyttää ankariin mekaanisiin ja kemiallisii ominaisuuksiin liittyviin vaatimuksiin, mikä varmistaa sen kyvyn selviytyä vaativimmista ympäristöistä.

2. AMS 5662: Määritys Inconel 718:lle, jota käytetään ilmailuteollisuudessa ja muissa korkean suorituskyvyn sovelluksissa. Tämän luokan ominaisuuksina ovat erinomaiset mekaaniset ominaisuudet korkealla lämpötilalla sekä kyky säilyttää vahvuutensa ja väsymisvastuutensa pitkien aikojen kuluessa.

3. DIN 2.4668: Tämä eurooppalainen standardiaste Inconel 718:tä käytetään usein teollisuus- ja ilmailusovelluksissa, jotka vaativat korkean suorituskyvyn leivosta, joka pystyy toimimaan korkeissa lämpötiloissa ja stressissä.

Valmistusprosessi

Inconel 718:n tuotanto sisältää useita keskeisiä vaiheita varmistaakseen halutut ominaisuudet. Nämä prosessit ovat ratkaisevia varmistaakseen, että leivos pystyy kestämään äärimmäiset olosuhteet, joihin se altistuu erilaisissa sovelluksissa.

1. Likiöinti ja sekoitus: Sekoituselementit sekoitetaan huolellisesti induktio-uunissa varmistaakseen, että Inconel 718:n kemiallinen rakenne on tarkka. Rakenne on kriittinen leivon vahvuuden, korroosiorintaman ja hienonemisen vastustuksen kannalta korkeissa lämpötiloissa.

2. Muovautuminen: Kun leivos on keitetty, se muovutetaan erilaisiin muotoihin, kuten paloihin, massoihin tai muovinmuotoihin. Nämä voidaan jälkikäsittelyllä muuttaa haluttuun muotoon, olipa kyse sitten siemenestä, levyestä, plaatista tai tyynyvarastosta.

3. Lämpimätyöskentely: Moldostamisen jälkeen Inconel 718 käy läpi kuuman muovaamisen prosessit, kuten rautaaminen tai valmistelu, saadakseen tarvittavat muodot. Tämä vaihe hienosäätää materiaalin mikrostruktuuria, parantaa sen mekaanisia ominaisuuksia. Kuuman muovaamisen jälkeen usein seuraa ratkaisuelämyksetus, jotta saavutetaan optimaalinen vahvuus ja joustavuus.

4. Kylmätyöskentely: Joissakin tapauksissa Inconel 718 kylmämuovataan parantaakseen pinta-aineistoa tai tarkentaa sen mekaanisia ominaisuuksia entisestään. Kylmän muovaamisen prosessit, kuten vetominen ja valmistelu, auttavat saavuttamaan tarkat mitat ja parantamaan materiaalin vahvuutta ja kovuutta.

5. Lämpökuivatus: Inconel 718 joutuu läpi lämpökuunnon, mukaan lukien ratkaisuelämys ja ikäyttämiskäsittely, jotta sen vahvuutta ja väsymisen vastustusta lisätään. Tämä vaihe on ratkaiseva saavuttaakseen liitosiden halutut suorituskykyominaisuudet, mukaan lukien korkea jännitysvahvuus, creep-vastuskyky ja parannettu väsymisvastus.

6. Viimeistely: Lämpökuittauksen jälkeen Inconel 718 voidaan käsitellä edelleen moottorimaisusti tai pinnankäsittelyllä täyttääkseen tarkat mitata- ja ulkonäömääritykset. Tämä varmistaa, että materiaalia voidaan käyttää korkeasti suunnitelluissa sovelluksissa tiukilla toleransseilla ja hyvällä pinta-laadulla.

7. Tarkastus ja testaus: Laadunvalvonta on olennaista Inconel 718:n suorituskyvyn varmistamiseksi. Kattavia testejä, mukaan lukien vetotestit, väsymistestit ja mitattavien ominaisten tarkastukset, tehdään varmistaakseen, että materiaali täyttää lentokone- ja autoteollisuuden ankari vaatimukset. Tuhoamattomia testausmenetelmiä (NDT), kuten ultrallisen tai röntgen-testausta, käytetään myös usein havaitakseen sisäiset puutteet.

Käyttäjän vaatimukset

Kun Inconel 718 valitaan lentokoneteollisuuteen, autoteollisuuteen tai muihin korkeasuorituskykyisiin sovelluksiin, käyttäjät etsivät yleensä seuraavia keskeisiä ominaisuuksia:

1. Suuri vahvuus ja väsymiskiinnittys: Inconel 718:n erinomaiset jännitysvahvuus ja väsymisvastus ovat olennaisia sovelluksissa, kuten turbiinilehtimissä, moottorikomponentteissa ja rakenteellisissa osissa, joissa komponentit altistuvat äärimmäisille ponnistuksille toiminnassa.

2. Korkean lämpötilan kestävyys: Käyttäjät vaativat, että Inconel 718 säilyttää vahvuutensa ja hapanmuodostumista vastustavansa edelleen lämpötiloissa, jotka ylittävät 700°C (1290°F). Materiaali on säilyttää kokonaisvaltaisuutensa korkean lämpötilan olosuhteissa, mikä varmistaa keskeisten komponenttien kestovuuden ja luotettavuuden.

3. Korroosionkestävyys: Inconel 718 tarjoaa erinomaisen vastustuskyvyn sekä yleiseen korroosioon että paikalliseen korroosioon (kuten punktiokorroosioon ja liukoskorroosioon) agressiivisissa ympäristöissä. Tämä tekee siitä sopivan ilmailu-, autoteollisuus- ja kemian käsittelemisalan sovelluksiin, joissa altistuminen korroosiivisille aineille on yleistä.

4. Liimattavuus: Inconel 718 tunnetaan hyvästä lasivalmistuskyvystään, mikä on olennaista sovelluksissa, joissa osia on liitettävä yhteen. Alloys vastustus kuuman rakoiluun ja helpo lasivalmistus varmistavat vahvat ja kestämättömät liitoskohdat kriittisissä ilmailu- ja autoteollisuuden komponenteissa.

5. Mitallinen tarkkuus: Inconel 718 käytetään usein sovelluksissa, jotka edellyttävät tarkkoja mittoja ja tiukkoja sallittuja poikkeamia. Valmistajien täytyy varmistaa, että alamin ominaisuudet ovat johdonmukaisia ja tasapainoisia, jotta lopputuotteen luotettavuus ja turvallisuus on taattu.