Inconel 718 – Høy-styrke superlegering for luft- og romfart og bilindustrien

Inconel 718 er et høy-styrke, korrosjonsmotstandsamt nikkelbasert superlegeme designet til å prestere ekstraordinært godt i ekstreme miljøer. Det består hovedsakelig av nikkel (50-55%), krom (17-21%), jern (bal.), og betydelige tilsetninger av molybdenum (3%), niobium (5%) og titanium (0,9-1,3%). Inconel 718 er kjent for sin fremragende styrke og motstand mot oksidasjon og korrosjon, selv ved høy temperatur. Legemet kan opprettholde sine mekaniske egenskaper ved temperaturer som strekker seg fra kryogeniske tilstander til omtrent 700°C (1290°F), noe som gjør det ideelt for både høytemperaturs- og lavtemperatursapplikasjoner.

Inconel 718 har også evnen til å bli varmebehandlet for å oppnå den ønskede kombinasjonen av styrke, tøffhet og motstand mot utmating. Disse egenskapene gjør det spesielt nyttig i luft- og romfart, bilindustri og industrielle anvendelser som krever materialer som kan fungere under høy stress, høy trykk og ekstreme temperaturer.

Anvendelser av Inconel 718

Grunnet sin fremragende kombinasjon av styrke, motstand mot høy temperatur og korrosjonsmotstand, brukes Inconel 718 mye i flere industrier, herunder luft- og romfart, bilindustri og kraftproduksjon. Noen av de viktigste anvendelsene av Inconel 718 inkluderer:

1. Luftfart: Inconel 718 brukes vanligvis i luft- og romfartindustrien, særlig i turbinemotorer, raketmotorer og konstruksjonskomponenter. Dets høye styrke-vekt-forhold, utmærkede motstandsdyktighet mot utmatning og evne til å opprettholde strukturell integritet under ekstreme temperaturbetingelser gjør det ideelt for kritiske luft- og romfartapplikasjoner, som turbineblader, rotorer og forbreningskamre. Alloysen presterer også godt under både statiske og dynamiske laster, og sørger for at den kan tåle spenninger som oppstår under start, flyging og landing.

2. Bilindustri: Inconel 718 brukes i stadig større utstrekning i bilindustrien, særlig i høyprestasjonsmotorer som turbolader, utslippsventiler og pistoner. Alloys evne til å motstå den høyvarme og -spenningen som oppstår i turbomotorene og andre høyprestasjonskomponenter gjør det til et verdifullt materiale for bilindustrien. Det brukes også i utslippsystemer, hvor dets motstand mot oksidasjon og korrosjon er avgjørende for å sikre varig prestasjon.

3. Gass turbine: Inconel 718 brukes ofte i produksjonen av komponenter for industrielle gasturbiner, som brukes i kraftproduksjon og luftfart. Alloys motstand mot krype, utmating og oksidasjon lar turbineblader og andre høybelastede komponenter beholde sin integritet selv etter lengre utssetting for ekstreme temperaturer og mekanisk belastning.

4. Kjernekraftindustri: Inconel 718 brukes også i kjernereaktorer, der komponentene blir utsatt for høy temperatur og korrosive miljøer. Alloys styrke, korrosjonsmotstand og motstand mot strålingsindusert degradering gjør det ideelt for reaktorkomponenter, som trykkbeholderhoder og reaktorinterne deler.

5. Marine- og offshoreanvendelser: Inconel 718 brukes i marine- og offshore-miljøer hvor komponentene blir utsatt for havvann og ekstreme forhold. Materialets motstand mot korrosjon i havvann og dets evne til å beholde mekaniske egenskaper ved høy temperatur gjør det ideelt for anvendelser som varmevekslere, pumper og knepper i marineanlegg.

6. Industrielle bruksområder: Utenfor luftfart og automobilbransjen, brukes Inconel 718 også i flere industrielle anvendelser som involverer høytemperatur- og høybelastningsmiljøer. Dette omfatter deler i høy ytelse motorene, gassturbiner og kjemiske prosessanlegg, hvor motstand mot både termisk og mekanisk utmating er avgjørende.

Klasse & spesifikasjoner

Inconel 718 er tilgjengelig i ulike former, som staver, plater, blader og tråder, og blir ofte produsert etter spesifikke industristandarder for å sikre at den er egnet for høy ytelse applikasjoner. Noen av de viktigste klassene og spesifikasjonene for Inconel 718 inkluderer:

1. UNS N07718: Dette er den standard oppgitelsen for Inconel 718, bredt brukt i luftfart, bilindustri og andre høy ytelse industrier. Den oppfyller strikte mekaniske og kjemiske egenskaper, og sørger for at den kan motstå de mest kravstillede miljøene.

2. AMS 5662: En spesifikasjon for Inconel 718 brukt i luftfart og andre høy ytelse applikasjoner. Denne typen er kjent for sine fremragende mekaniske egenskaper ved høy temperatur og sin evne til å beholde sin styrke og motstand mot utmating over lengre tidsperioder.

3. DIN 2.4668: Denne europeiske standardgraden av Inconel 718 brukes ofte i industrielle og luftfartstilpassinger som krever en høy ytelsesalloy som kan operere under høye temperaturer og strekk.

Produksjonsprosess

Produksjonen av Inconel 718 involverer flere nøkkeltrinn for å sikre at allegitets ønskte egenskaper. Disse prosessene er avgjørende for å sikre at allikaten kan motstå ekstreme vilkår den blir utsatt for i ulike anvendelser.

1. Smelting og legging: Allieringsstoffene blandes nøyaktig i en induksjonsovn for å sikre at kjemisk sammensetning av Inconel 718 er korrekt. Samsnittet er kritisk for allikatens styrke, korrosjonsmotstand og motstand mot oksidering ved høye temperaturer.

2. Formgjøring: Etter at allikaten har blitt smeltet, formgjøres den til ulike former som billetter, ingoter eller former. Disse kan viderebearbeides til den ønskede formen, uansett om det er tråd, plater, plater eller stavarer.

3. Varmegjøring: Etter kasting går Inconel 718 gjennom varmebearbeidningsprosesser som forting eller rulling for å oppnå de ønskede formene. Denne steget forfiner materialets mikrostruktur, noe som forbedrer dets mekaniske egenskaper. Varmebearbeidningsprosessen følges ofte av løsningsvarmebehandling for å oppnå optimal styrke og ductilitet.

4. Kaldbearbeiding: I noen tilfeller blir Inconel 718 kaltebearbeidet for å forbedre overflatefullendelsen eller forfinne dets mekaniske egenskaper ytterligere. Kaltebearbeidningsprosesser, som trasing og rulling, hjelper med å oppnå nøyaktige dimensjoner og forbedre materialets styrke og hardhet.

5. Varmebehandling: Inconel 718 utsettes for varmebehandling, inkludert løsningsfrysing og ældningsprosesser, for å øke dets styrke og motstand mot utmating. Denne steget er avgjørende for å oppnå alleiets ønskede yteegenskaper, herunder dens høye trekkstyrke, motstand mot kryping og forbedret utmatingmotstand.

6. Avslutning: Etter varmebehandling kan Inconel 718 videre bearbeides gjennom maskinering eller overflatebehandling for å oppfylle spesifikke dimensjons- og estetiske krav. Dette sikrer at materialet kan brukes i høygrads utformede anvendelser med stramme toleranser og overflateintegritet.

7. Inspeksjon og testing: Kvalitetskontroll er avgjørende for å sikre ytelsen til Inconel 718. Omfattende tester, inkludert traksjonstester, utmatingstester og dimensjonsinspeksjoner, utføres for å sikre at materialet oppfyller de strengt kravene fra luftfart- og bilindustrien. Ikke-skrivende testmetoder (NDT) som ultralyd eller røntgentesting brukes også ofte for å oppdage interne feil.

Brukerkrav

Når brukere velger Inconel 718 for luftfart, bilindustri eller andre høyprestasjonsanvendelser, leter de typisk etter følgende nøkkeltrekk:

1. Høy styrke og motstand mot utmating: Inconel 718 sine fremragende trekkstyrke og motstand mot utmattelse er avgjørende for anvendelser som turbineblader, motorkomponenter og konstruksjonsdeler, hvor komponenter utsettes for ekstreme belastninger under drift.

2. Høytemperaturmotståande: Brukere krever at Inconel 718 opprettholder sin styrke og motstand mot oksidering selv ved temperaturer over 700°C (1290°F). Materialel skal beholde sin integritet under høytemperaturbetingelser, for å sikre langlegevighet og pålitelighet av kritiske komponenter.

3. Korrosjonsmotstand: Inconel 718 tilbyr utmærket motstand mot både generell korrosjon og lokal korrosjon (som punktkorrosjon og sprangkorrosjon) i aggressive miljøer. Dette gjør det egnet for anvendelser i luft- og romfart, bilindustri og kjemeprosessindustrier, hvor utssetting for korrosive stoffer er vanlig.

4. Svevarkeit: Inconel 718 er kjent for sin gode svarmefegenskaper, noe som er avgjørende for anvendelser der deler må kobles sammen. Alloyet sine motstands egenskaper mot varmeoppsprakk og enkle svarmergi gir sterke, varige ledninger i kritiske luftfart- og bilindustrikomponenter.

5. Dimensjonsnøyaktighet: Inconel 718 brukes ofte i anvendelser som krever nøyaktige dimensjoner og stramme toleranser. Produsenter trenger at alloyet skal være konstant og uniformt i sine egenskaper for å sikre pålitteligheten og sikkerheten til det endelige produktet.