Inconel 718 – Superaloia de înaltă rezistență pentru industria aerospațială și automotive

Inconel 718 este o superaloi bazată pe nicleu, cu rezistență la coroziune și putere ridicată, concepută să funcționeze excepțional de bine în medii extreme. Compusă în principal din nicleu (50-55%), cronom (17-21%), fier (rest), și adăugări semnificative de molibden (3%), niobiu (5%) și titan (0,9-1,3%), Inconel 718 este cunoscută pentru rezistența sa remarcabilă la oxidație și coroziune, chiar la temperaturi ridicate. Aliajul poate menține proprietățile sale mecanice atât în condiții criogenice, cât și până la aproximativ 700°C (1290°F), făcând-o ideală atât pentru aplicații la temperaturi ridicate, cât și la temperaturi scăzute.

Inconel 718 are de asemenea capabil să fie tratat termic pentru a obține combinația dorită de rezistență, tughenie și rezistență la obrazeli. Aceste calități îl fac pe deosebit de util în aplicații din domeniul aerospațial, automotive și industrial, care necesită materiale să funcționeze sub stresuri mari, presiuni ridicate și temperaturi extreme.

Aplicații ale Inconel 718

Datorită combinației sale excelente de rezistență, rezistență la temperaturi ridicate și rezistență la coroziune, Inconel 718 este folosit pe scară largă în mai multe industrii, inclusiv aerospațial, automotive și producția de energie. Unele dintre principalele aplicații ale Inconel 718 includ:

1. Aeronautice: Inconel 718 este folosit frecvent în industria aerospațială, mai ales în motoarele cu turbină, motoarele rachete și componente structurale. Raportul său ridicat de rezistență la greutate, rezistența excelentă la obosirea materialului și capacitatea de a menține integritatea structurală în condiții extreme de temperatură îl fac ideal pentru aplicații aerospațiale critice, cum ar fi palele de turbină, rotorii și camerele de combustie. Aliajul performă și sub sarcini statice și dinamice, asigurând că poate rezista stresurilor întâlnite în decolarea, zborul și aterizarea.

2. Industria auto: Inconel 718 este utilizat din ce în ce mai mult în aplicații automotive, mai ales în componente ale motorului de performanță ridicată, cum ar fi turbocompresoare, vilele de evacuare și pistoane. Abilitatea aliajului de a rezista căldurii și stresului generat de motoarele cu turbocompresoare și alte componente de performanță face ca acesta să fie un material valoros pentru industria automotive. Este folosit și în sistemele de evacuare, unde rezistența sa la oxidare și coroziune este esențială pentru a asigura o performanță durabilă.

3. Turbine cu gaz: Inconel 718 este adesea utilizat în producerea componentelor pentru turbine gaz industriale, care sunt folosite în generarea de energie și aplicații aeronautice. Rezistența aliajului la fluaj, obraznică și oxidare permite păstrarea integrității lopatelor de turbină și a altor componente supuse la presiuni chiar după o expoziție prelungită la temperaturi extreme și sarcini mecanice.

4. Industria nucleară: Inconel 718 este folosit și în reactoare nucleare, unde componente sunt expuse temperaturilor ridicate și mediilor corozive. Rezistența aliajului, precum și capacitatea sa de a rezista coroziunii și degradării induse de radiație, îl fac ideal pentru componente ale reactoarelor, cum ar fi capetele vaselor de presiune și internele reactoarelor.

5. Aplicații Marine și Offshore: Inconel 718 este utilizat în medii marine și offshore, unde componente sunt expuse apei de mare și condițiilor extreme. Rezistența materialului la coroziunea cauzată de apa de mare și capacitatea sa de a menține proprietățile mecanice la temperaturi ridicate îl fac ideal pentru aplicații precum schimbatoarele de căldură, pompele și robinetajul din sistemele marine.

6. Aplicații industriale: Mai departe de industria aerospațială și automotive, Inconel 718 este folosit și în diverse aplicații industriale care implică medii cu temperaturi ridicate și stresuri mari. Aceasta include părți din motoare performante, turbine gaze și plante de prelucrare chimică, unde rezistența atât la fadul termic cât și la cel mecanic este crucială.

Gradă și Specificații

Inconel 718 este disponibil în diverse forme, cum ar fi bare, fețe, plăci și firuri, și este de obicei fabricat conform normelor industriale specifice pentru a se asigura de potrivirea sa pentru aplicații cu performanță ridicată. Unele dintre principalele clase și specificații ale Inconel 718 includ:

1. UNS N07718: Aceasta este denumirea standard pentru Inconel 718, folosită pe scară largă în industria aerospațială, automotive și alte industrii cu performanță ridicată. Îndeplinește proprietățile mecanice și chimice stricte, asigurând că poate rezista celor mai exigeți medii.

2. AMS 5662: O specificație pentru Inconel 718 utilizat în industria aerospațială și alte aplicații cu performanță ridicată. Această clasă este cunoscută pentru proprietățile sale mecanice excelente la temperaturi ridicate și pentru capacitatea sa de a menține puterea și rezistența la obosirea pe perioade lungi de timp.

3. DIN 2.4668: Această normă europeană a gradei Inconel 718 este adesea folosită în aplicații industriale și aerospațiale care necesită o aliajă de performanță ridicată capabilă să funcționeze la temperaturi ridicate și sub stres.

Procesul de fabricare

Producerea Inconel 718 implică câteva pași cheie pentru a se asigura că aliaja are proprietățile dorite. Aceste procese sunt cruciale pentru a se asigura că aliaja poate rezista condițiilor extreme la care este supusă în diverse aplicații.

1. Topirea și aliajarea: Elementele de aliaj sunt amestecate cu grijă într-o fură electrică prin inducție pentru a se asigura că compoziția chimică a Inconel 718 este precisă. Compoziția este esențială pentru rezistența, rezistența la coroziune și rezistența la oxidare la temperaturi ridicate a aliajei.

2. Topirea: După ce aliaja este topită, aceasta este uscată în diverse forme, cum ar fi linguri, inghete sau forme. Acestea pot fi ulterior prelucrate în forma dorită, fie că este fir, foaie, plăcuță sau materie primă sub formă de bară.

3. Lucrare la fierbe: După punerea în formă, Inconel 718 urmează să fie supus proceselor de lucru la cald, cum ar fi forjarea sau lăcirea, pentru a forma formele dorite. Acest pas refinează microstructura materialului, îmbunătățind proprietățile sale mecanice. Procesul de lucrare la cald este adesea urmat de un tratament termic de soluție pentru a obține o rezistență și o ductilitate optimale.

4. Lucrare la rece: În unele cazuri, Inconel 718 este lucrat la rece pentru a îmbunătăți finitura suprafeței sau pentru a refine mai mult proprietățile sale mecanice. Procesele de lucrare la rece, cum ar fi tragerea și lăcirea, ajută la atingerea dimensiunilor precise și la îmbunătățirea rezistenței și dureței materialei.

5. Tratare Termică: Inconel 718 este supus unui tratament termic, inclusiv omogenizarea prin revenire și procesele de înveciniere, pentru a crește rezistența sa și rezistența la obrazoi. Acest pas este crucial pentru a obține caracteristicile de performanță dorite ale aliajului, inclusiv rezistența ridicată la tracțiune, rezistența la fluaj și o mai bună rezistență la obrazoi.

6. Finisare: După tratamentul termic, Inconel 718 poate fi mai departe procesat prin machetare sau tratamente de suprafață pentru a satisface cerințele dimensionale și estetice specifice. Acest lucru asigură că materialul poate fi folosit în aplicații ingineriste avansate cu toleranțe strânse și integritatea suprafeței.

7. Inspeție și testare: Controlul calității este esențial pentru a asigura performanța Inconel 718. Sunt efectuate teste comprehensive, inclusiv teste de tracțiune, teste de oboșuire și inspecții dimensionale, pentru a se asigura că materialul îndeplinește cerințele riguroase ale industriei aerospațiale și automotive. Tehnici de testare neinvazivă (NDT) precum testarea ultrasonoră sau cu raze X sunt de asemenea utilizate frecvent pentru a detecta defecțiuni interne.

Cerințe Utilizator

Atunci când se alege Inconel 718 pentru aplicații aerospațiale, automotive sau alte aplicații cu performanță ridicată, utilizatorii caută de regulă următoarele atribuții cheie:

1. Rezistență ridicată și rezistență la obrazoi: Rezistența superioară la tracțiune și rezistența la obosirea materialului a Inconel 718 sunt esențiale pentru aplicații precum pârghi turbine, componente ale motorului și părți structurale, unde componentele sunt supuse stresurilor extreme în timpul funcționării.

2. Rezistență la temperaturi ridicate: Utilizatorii necesită ca Inconel 718 să mențină rezistența sa și rezistența la oxidație chiar și la temperaturi depășind 700°C (1290°F). Materialul trebuie să păstreze integritatea sa sub condiții de temperaturi ridicate, asigurând durabilitatea și fiabilitatea componentelor critice.

3. Rezistență la coroziune: Inconel 718 oferă o rezistență excelentă atât la coroziune generală cât și la coroziune localizată (cum ar fi coroziunea prin puncte și coroziunea în intersticii) în medii agresive. Acest lucru îl face potrivit pentru aplicații în industria aerospațială, automotive și a procesării chimice, unde expunerea la substanțe corozive este frecventă.

4. Capabilitate de sudare: Inconel 718 este cunoscut pentru bună sărutura sa, care este esențială pentru aplicații în care piesele trebuie unite împreună. Rezistența aliajului la crăpăturile termice și ușurința săruturii asigură legături puternice și durabile în componente critice din domeniul aerospațial și automotive.

5. Acuratețe dimensională: Inconel 718 este folosit adesea în aplicații care necesită dimensiuni precise și toleranțe strânse. Producătorii au nevoie ca aliajul să fie constant și uniform în proprietățile sale pentru a asigura fiabilitatea și siguranța produsului final.