Varför är Inconel svår att bearbeta?
Inconel 718 superlegering är en av de viktigaste legeringarna i den nickelbaserade superlegeringsfamiljen. Denna högtemperaturlegering används huvudsakligen inom flygindustrin för att tillverka flyg- och rymddelar och gasmotorkomponenter. I gasmotorer är cirka 50 % av komponenterna gjorda av nickelbaserade superlegeringar. Materialet är lämpligt för värmebehandlingskärl som gasturbinblad, turbinblad etc. Användningen av Inconel 718 inom flygindustrin härrör från dess unika egenskaper, såsom hög motståndskraft mot oxidation, korrosionsbeständighet i korrosiva miljöer, motståndskraft mot krypning , termisk utmattningsbeständighet vid höga temperaturer (upp till 923 grader K) och låga temperaturer, och dess höga mekaniska hållfasthet under dessa förhållanden.
Komponenter i moderna gasturbinmotorer, såsom turbinblad, arbetar vid höga temperaturer (i intervallet 823,15–1373,15 grader K). Detta har lett till tillverkning av komponenter med hjälp av avancerade tekniska material, inklusive nickelbaserade superlegeringar. Bland dessa superlegeringar är Inconel 718 den mest använda. För att förbättra hållbarheten hos denna högtemperaturlegering borras ett stort antal hål (20,000-40,000) in i strukturen av turbinbladen, med en diameter på 0,3-5 mm och ett bildförhållande på (40-600): 1 (förhållande mellan djup och -diameter). Dessa hål identifieras som "kylhål" eftersom kylvätska (gas eller vätska) kan strömma genom dem, vilket sänker temperaturen på komponentmaterialet. Måttformens noggrannhet och hålets inre yta påverkar effektiviteten i kylprocessen. Okonventionella metoder väljs ofta för att borra kylhål, såsom elektrisk urladdningsbearbetning (EDM).
Den kemiska sammansättningen av Inconel 718 säkerställer dess utmärkta mekaniska egenskaper. Legeringselement som Ni och Cr motstår korrosion, oxidation, förkolning och andra skademekanismer vid höga temperaturer. Ni och Cr kristalliseras som en gammafas (ansiktscentrerad kubisk). Dessutom tillsätts Al, Ti, Nb, Co, Cu och W för att förbättra mekanisk och korrosionsbeständighet. Nb tillsätts för att bilda den härdade fällningen (Ni3Nb, kroppscentrerad tetragonal metastabil fas). Ti och Al tillsätts för att fälla ut den intermetalliska föreningsformen (Ni3Ti, Al, enkel kubisk kristall). Dessa legeringselement kännetecknas av deras förhållande. Effekten av " partiklar är mindre. Två faser ( ' och ") ger den höga hållfastheten hos Inconel 718 superlegering (slutlig draghållfasthet på 1,1 GPa). Dessutom tillsätts C för att fälla ut för att bilda MC-karbider (M=Ti eller Nb). C-halten måste vara tillräckligt låg så att Nb och Ti fälls ut i form av '- och '-partiklar.
