Är Inconel rostsäker?
Inconel-legeringar är bland de mest mångsidiga metallerna. Med sin höga prestanda och utmärkta egenskaper används de i olika industrier.
De är ett naturligt val för fordons-, flyg-, marin- och olje- och gasindustrin eftersom de är specifikt optimerade för att klara några av de mest krävande tillverkningsförhållandena.
Vad är det egentligen som gör Inconel-legeringar så speciella? Här är allt du behöver veta om dem.
Hur Inconel-legeringar tillverkas
Även om sammansättningen av Inconel-legeringar varierar mycket, är de alla gjorda med nickel och krom som de primära elementen. Dessa specialmetaller ska inte förväxlas med duplext rostfritt stål, austenitiskt rostfritt stål eller någon annan typ av rostfri stållegering. Nedan följer en kort översikt över de olika typerna av Inconel-legeringar och deras respektive sammansättningar.
Inconel 600
Denna nickel-kromlegering är mycket resistent mot många korrosiva element. Det kommer inte att ge efter för allmän oxidation eller spänningskorrosionssprickor orsakade av kloridjoner, även under extrema temperaturförhållanden.
Inconel 601
Inconel 601 innehåller nickel, krom och aluminium. Tillsatsen av aluminium ger den utmärkta mekaniska egenskaper, även i högtemperaturmiljöer.
Inconel 625
Inconel 625 innehåller nickel, krom, molybden och niob. Reaktionen mellan molybden och niob gör att legeringens matrismikrostruktur hårdnar, vilket ökar dess totala draghållfasthet. Detta gör denna nickelbaserade legering extremt motståndskraftig mot korrosiva element som vanligtvis förekommer under svåra förhållanden.
Inconel 690
Till skillnad från andra metallegeringar i sortimentet är Inconel 690 gjord av hög krom och nickel. Användningen av högt krom gör denna speciella metallegeringsvariant mycket motståndskraftig mot de korrosiva förhållandena i vattenhaltiga miljöer. Dess höga korrosionsbeständighet gör det också möjligt för den att motstå den sulfurisering som sker i högtemperaturmiljöer.
Inconel 718
Strukturen och svaret hos Inconel 718 skiljer sig ganska mycket från andra metaller i serien. Denna nickelbaserade superlegering är gjord av nickel och krom med betydande mängder molybden, niob och järn. Den innehåller även spårmängder av aluminium och titan. Kombinationen av dessa legeringselement gör Inconel 718 mycket stark, flexibel och motståndskraftig mot sprickbildning efter svetsning.
Tillämpningar av Inconel Alloy
Tillverkare och designingenjörer använder Inconel-legeringar i en mängd olika industriella tillämpningar som kräver pålitliga och tekniskt överlägsna material. Det faktum att de har utmärkt motståndskraft mot korrosion och höga temperaturer gör dem mycket attraktiva.
Dessa legeringar är bäst reserverade för användning i miljöer som andra material inte tål. Nedan beskrivs några av de ledande industriella tillämpningarna som förlitar sig på Inconel-legeringar.
Jetmotor
flygindustrin
Jetmotorkomponenter utsätts ständigt för högt tryck och temperatur. Därför måste materialen som används i dess konstruktion motstå dessa förhållanden samtidigt som de behåller sin styrka och integritet.
Nickelbaserade superlegeringar är ett naturligt val för alla högtemperaturapplikationer. Den är korrosionsbeständig, motståndskraftig mot krypdeformation i miljöer med hög belastning och har en låg expansionshastighet även under höga temperaturer. Till exempel används Inconel 718 och 750 vid tillverkning av turbintätningar, fästelement och avgasfoder.
Bilindustri
En bilmotor är en mekanisk precisionskomponent. Den genererar mycket värme men måste ändå vara effektiv, lätt och pålitlig. Inconel 600, 601 och 625 har ett brett utbud av applikationer inklusive konstruktion av kritiska komponenter i högpresterande fordon. Dessutom används den ofta i passiva säkerhetsanordningar som krockkuddar, elektriska ställverk, bränslepumpar, sensorer, tändsystem och avgasanslutningar.
varvsindustrin
Inconel-legeringar uppnår hög prestanda även under de mest extrema förhållanden, som de som finns inom varvsindustrin. Nickellegeringar kan motstå de mycket korrosiva förhållandena i offshoreprocessanläggningar som är beroende av havsvatten som kylmedel.
Inconel 625 används ofta i undervattenskommunikationskablar, framdrivningsmotorer, propellerblad, stållinor och till och med utrustning i borrhål.
Egenskaper hos Inconel Alloy
En av de mest anmärkningsvärda egenskaperna hos Inconel-legering är dess korrosionsbeständighet. De uppvisar också utmärkt motståndskraft mot oxidation, även jämfört med rostfritt stål, och tål höga temperaturer.
När den utsätts för höga temperaturer bildar Inconel ett skyddande, passiverande oxidskikt på sin yta för att skydda den från ytterligare skador. Det är inte bara motståndskraftigt mot värme, utan det behåller sin styrka under dessa förhållanden. Dessutom är Inconel trycktålig, vilket gör den idealisk för extrema applikationer inom olika områden.
Gnistor bildas när metall skärs
Hög temperaturhållfasthet hos Inconel-legeringar
Styrkan hos superlegeringar förbättras genom förstärkning av fast lösning och utfällningsförstärkning eller åldringshärdning. Den värmebehandling som används beror på den specifika högtemperaturlegeringen.
Dessa tekniker kombinerar nickel med olika mängder niob för att bilda gamma bis (gamma). Denna intermetalliska förening producerar små kubiska kristaller som förhindrar krypdeformation och glidning vid höga temperaturer.
Bildandet av dessa kristaller ökar med tiden, särskilt efter att legeringen har exponerats för temperaturer på 1 560 grader F (850 grader ) och över i 3-72 timmar. Detta tjocka passiverande oxidskikt gör att metallen förblir exceptionellt stark över ett brett temperaturområde.
Följande är en översikt över de mekaniska egenskaperna hos Inconel 718-plåt efter utfällningsvärmebehandling.
Avkastningsstyrka i glödgat tillstånd (Minsta offset 0.2%): 80,000 psi (550 MPa)
Slutlig draghållfasthet (minst): 140,000 psi (965 MPa)
Förlängning (minst): 30 (% av 2 tum)
Värmeutvidgningskoefficient från 77 grader F till 1400 grader F: 8,9
Med tanke på den höga hållfastheten hos superlegeringar finns det några viktiga maskinöverväganden som måste beaktas vid skärning av dem. Deras höga temperaturbeständighet tillför ofta extra värme till skärverktygen, vilket minskar deras prestanda. Att lägga till speciella värmebeständiga blad eller beläggningar till bearbetningsprocessen hjälper maskinen att hålla bättre under skärprocessen.
