Inconel 718 והשימושים שלו

(אינקונל 718 ושימושיו)

מבין הסגסוגות השונות, אינקונל 718 היא אחת הסגסוגות העמידות ביותר, שאינה רק עמידה בפני קורוזיה אטמוספרית אלא גם מספקת חוזק מתיחה גבוה. יש לה יכולת עיבוד מעולה, מה שהופך אותה מתאימה למגוון רחב של תעשיות. חוזק מתיחה גבוה

מבין סגסוגות הניקל-כרום, אינקונל 718 משמש ביישומים הדורשים חוזק גבוה, עמידות בטמפרטורה גבוהה ועמידות בפני קורוזיה. סגסוגת זו משמשת בחלקי גוף מטוסים במהירות גבוהה ומנועי סילון. הסגסוגת מכילה ניקל וכרום, יחד עם כמויות קטנות של מוליבדן. חוזק המתיחה שלה הוא מעל 725 מגה פסקל, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור יישומים בטמפרטורה גבוהה.

לסגסוגת 718 שכבת תחמוצת המגנה עליה מפני נזק וקורוזיה. הסגסוגת מספקת גם עמידות טובה לטמפרטורות גבוהות, עד 1800 מעלות פרנהייט. נקודת ההיתוך של הסגסוגת היא 1430 מעלות צלזיוס, מה שהופך אותה לאידיאלית ליישומים בטמפרטורות גבוהות.

אינקונל 718 משמש לעתים קרובות בכורים גרעיניים, מנועי רקטות ומשאבות. הוא משמש גם בציוד צבאי. לסגסוגת זו חוזק מתיחה גבוה ויכולת ריתוך טובה. היא משמשת גם בייצור כלים ובתעשיית התעופה והחלל. היא משמשת לעתים קרובות בתעשיות הביטחון והפטרוכימיה.

לסגסוגת עמידות מצוינת בפני חמצון וחוזק מתיחה מינימלי של 1035 מגה פסקל. בנוסף לחוזק המתיחה הגבוה שלה, יש לה חוזק זחילה-קריעה טוב בטמפרטורות של עד 1300 מעלות פרנהייט. היא משמשת גם ליישומים בלחץ גבוה, כגון בהפקת נפט וגז.

אינקונל 718 מכונה לעתים קרובות סגסוגת-על. זוהי סגסוגת ניקל-כרום המכילה 17-21% כרום, ניוביום וטנטלום. הסגסוגת מכילה ריכוז גבוה של ניקל ומשמשת בדרך כלל לעמידות בפני קורוזיה. היא משמשת גם לייצור פרופילי תיל ומפוחים.

הסגסוגת משמשת גם במחברים בטמפרטורה גבוהה. לסגסוגת 718 עמידות יעילה לטמפרטורות גבוהות וניתן להשתמש בה בתנאים קריוגניים. יש לה גם עמידות מצוינת לחמצון עד 1800 מעלות פרנהייט. בנוסף, יש לה מבנה מוקשה ויכולת עיצוב טובה. זה הופך את הסגסוגת לשימושית בפעולות ייצור.

הסגסוגת שופרה כדי למקסם את תכונותיה. האלמנט ניקל-כרום-מוליבדן נוסף לסגסוגת כדי לספק חוזק מתיחה, עייפות, זחילה וקריעה טוב. הסגסוגת מכילה גם כרום ומוליבדן, מה שהופך אותה לבחירה טובה לריתוך.

לסגסוגת עמידות טובה בפני חמצון והיא קלה לזיוף. ניתן לעבד סגסוגת זו לצורות וחלקים בהתאמה אישית, וניתן להשתמש בה במגוון יישומים.

עמידות בפני ריקבון אטמוספרי וקורוזיה

גורמים שונים יכולים להשפיע על קצב והיקף הקורוזיה. גורמים אלה כוללים את סוג הסביבה, טמפרטורה, לחות, רוח וכמות גשמים. בין הגורמים הנפוצים ביותר נמצאים מזהמים תעשייתיים. מזהמים אלה מייצרים תרכובות מתכת שיכולות לייצר קצבי קורוזיה משתנים.

מקור עיקרי למזהמים אטמוספריים הוא גז כלור. גז זה מופק משריפת דלקים מאובנים. מלחי כלוריד יכולים להגביר משמעותית את קצב הקורוזיה של רוב המתכות. בנוסף לכלורידים, מימן גופרתי הוא גם חומר קורוזיבי משמעותי. הוא זמין בקלות בתעשיות זיקוק נפט.

גורמים סביבתיים נוספים שיכולים להשפיע על קצב הקורוזיה כוללים אמוניה, גופרית תלת-חמצנית וחלקיקי עשן. פלדות פחמן ופלדות סגסוגת נמוכה רגישות לקורוזיה אחידה. ניתן לחזק מתכות אלו על ידי הוספת כרום ונחושת. עם זאת, תוספות קטנות של יסודות אלו רק יגבירו את עמידות הקורוזיה.

גורמים נוספים שיכולים להשפיע על קורוזיה כוללים את סוג הציפוי ועובי שכבת תחמוצת המתכת. שכבת תחמוצת אחידה היא מחסום מגן המסייע לעכב קורוזיה. במקרים מסוימים, ניתן לשלוט בעובי שכבת השכבה.

ניתן לסווג מתכות לשלוש קטגוריות כלליות על סמך עמידותן בפני קורוזיה. מתכות אלו הן פלדות אל-חלד, פלדות פחמן ופלדות סגסוגת נמוכה, ופלדות סגסוגת גבוהה. לכל סוג עמידות שונה בפני קורוזיה. עם זאת, עמידות הקורוזיה הכללית של מתכת תלויה בתכולת הסגסוגות שלה ובסוג הסביבה אליה היא תיחשף.

ניתן לשפר את עמידותה הכללית של מתכת בפני קורוזיה על ידי הוספת סיליקון, כרום, ניקל, נחושת וזרחן. יסודות נוספים שיכולים להגביר את עמידותה בפני קורוזיה כוללים מתכות אדמה נדירות וטיטניום.

הקורוזיביות של סביבה מושפעת מהמרחק ממקור מים חופי. תכולת המלח משפיעה הן על סביבות ימיות והן על סביבות שאינן ימיות. באמצעות מידע זה, ניתן לחשב את הקורוזיביות של סביבה.

ניתן להגביר את העמידות בפני קורוזיה בסביבה מימית באמצעות שימוש בסרט תחמוצת אלומיניום. סרט תחמוצת אלומיניום הוא סרט עמיד במיוחד שיכול לעכב קורוזיה. זוהי גם שכבה המתקנת את עצמה במהירות לאחר שניזוק. עם זאת, לא קל לנטרל אותה. ניתן לייצר שכבה זו באופן מלאכותי על ידי שליחת זרם חשמלי דרך המתכת.

יכולת עיבוד שבבי

מחקרים שונים נערכו כדי להבין את יכולת העיבוד של אינקונל 718. מטרת מחקרים אלה הייתה לקבוע את התכונות המכניות, הכימיות והתרמופיזיקליות של אינקונל 718, ולשפר את ביצועי החיתוך של הסגסוגת-על.

אינקונל 718 היא סגסוגת הנמצאת בשימוש נפוץ בתעשיית התעופה והחלל. היא ידועה בתכונותיה המכניות המעולות ובתכונותיה הכימיות המצוינות בטמפרטורות גבוהות. היא נמצאת בשימוש נרחב גם בתעשיית הניווט. היא משמשת גם בתעשיות ייצור החשמל והביו-רפואיות. לסגסוגת-על זו חוזק מתיחה מקסימלי של 1.1 GPa.

הוא נחשב לחומר קשה לעיבוד עקב מוליכות תרמית גבוהה ועומסים תרמו-מכניים גבוהים. כתוצאה מכך, יכולת העיבוד של אינקונל 718 היא דאגה מרכזית עבור יצרנים. יכולת העיבוד של אינקונל 718 מוערכת באמצעות מספר פרמטרים של יכולת עיבוד, כגון חספוס פני השטח, מורפולוגיה של שבב, כוח חיתוך, בלאי כלים, מאמצים שיוריים ושלמות פני השטח.

אינקונל 718 הוא אחד מחומרי התעופה והחלל הקשים ביותר לעיבוד. במצב זה, הבנה מעמיקה של יכולת העיבוד של אינקונל 718 תאפשר איכות רכיבים טובה יותר ואורך חיים ארוך יותר של הכלי. זה גם יביא לחיסכון משמעותי בעלויות. בנוסף, ניתן לשפר את יכולת העיבוד של סגסוגת-על אינקונל 718 על ידי יישום תהליך עיבוד לא קונבנציונלי, כגון עיבוד פריקה חשמלית.

עיבוד שבבי באמצעות פריקה חשמלית נחשב לאחת השיטות היעילות ביותר לעיבוד שבבי של אינקונל 718. בהשוואה לעיבוד שבבי קונבנציונלי, קצב הסרת החומר שלו גבוה פי ארבעה. זוהי גם אלטרנטיבה חסכונית לעיבוד שבבי בסיוע לייזר.

נערכו מחקרים תיאורטיים כדי להבין את תהליך העיבוד השבבי ומנגנון יצירת השבבים של אינקונל 718. המחקר הדגים כי החומר עובר שני שלבים במהלך תהליך החיתוך. בשלב הראשון, החומר עובר תהליך יצירת שבבים מקומי-גזירה. בשלב השני, החומר עובר תהליך יצירת שבבים הומוגני. בנוסף, הוצעו שתי תיאוריות כדי להסביר את יצירת השבבים המשוננים.

השלב השני נצפה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק. נמצא כי במהלך תהליך היווצרות השבב הממוקם בגזירה, המיקרו-מבנה של פס הגזירה האדיאבטי משתנה בהדרגה. ההערכה היא שמעבר זה מלווה בתחילת תהליך של חוסר יציבות גזירה.

אפשרויות טיפול בחום

אפשרויות טיפול בחום אופייניות עבור אינקונל 718 הן חישול בתמיסה וכבישה איזוסטטית חמה. ההליך האחרון מגביר את החוזק ומפחית את האניסוטרופיה של העיוות של החומר. עם זאת, תגובת ההתקשות עקב הזדקנות ירודה. לכן, טיפולי חום עתידיים יוכלו להיות מתוכננים ליישום הזדקנות ממושכת.

במאמר זה, נחקרה פאזת g'' בסגסוגת-על אינקונל 718 באמצעות מחקר דיפרקציה. נמצא כי משקע g' הטטרגונלי שבמרכזו גוף Ni3Nb הוא מטא-יציב. יתר על כן, יסוד ה-Nb מועשר באזורים בין-דנדריטים ויסוד ה-Fe מועשר בגזעים הדנדריטיים. יתר על כן, פותחה טכניקה חדשה לשליטה באבולוציה של המיקרו-מבנה בסגסוגת 718 שעובדה על ידי התכת אלומת אלקטרונים.

טיפול החום האופטימלי עבור סגסוגת אינקונל 718 הוא חישול בטמפרטורה של 1800-1950 מעלות פרנהייט. חישול זה מומלץ לחוזק מתיחה של חריצים, חוזק פגיעות בטמפרטורה נמוכה וגמישות קריעת חריצים. יש לבצע את טיפול החום באווירה מעט מצטמצמת כדי להפחית חדירת אוויר. אווירת הכבשן צריכה להכיל לפחות 2% פחמן חד-חמצני. על הכבשן להיות גם בעל לחץ חיובי קל.

מחקר זה נערך על סגסוגת אינקונל 718 כפי שיוצרה. נמצא כי המיקרו-מבנה של החומר כפי שיוצר מאופיין בדנדריטים תאיים עדינים וגרגירים עמודיים של תמיסה מוצקה רוויה יתר על כן, צפיפות החומר נמדדה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק והמרקם שלו נמדד באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים חודר. יתר על כן, נמדד גודל הגרגירים ונמצא כי גודל הגרגירים של החומר כפי שיוצר גדל משמעותית. ממצא זה מצביע על כך שכישלון בדיקות המתיחה נבע ככל הנראה מגרגרי התמצקות גדולים.

סגסוגת אינקונל 718 נחקרה גם לאחר מספר אפשרויות טיפול בחום שונות. החומרים כפי שיוצרו הוכנו על ידי התכה סלקטיבית בלייזר של אבקה סגסוגת מראש. שיטה זו שימשה לבניית דגימות אינקונל 718 בצפיפות גבוהה עם ארבעה כיוונים. לאחר מכן הדגימות כווננו בכיוון הבנייה. לאחר מכן הדגימות טופלו בחום בשתי שיטות נפוצות. טיפול בחום RC בוצע ב-1250 מעלות צלזיוס למשך שעה אחת וטיפול בחום RC בוצע גם על חלק מבלוק L-PBF.

על RBOSCHCO

RBOSCHCO היא ספקית ויצרנית גלובלית אמינה של חומרים כימיים עם ניסיון של למעלה מ-12 שנים באספקת כימיקלים וננו-חומרים באיכות גבוהה במיוחד. החברה מייצאת למדינות רבות, כגון ארה"ב, קנדה, אירופה, איחוד האמירויות הערביות, דרום אפריקה, טנזניה, קניה, מצרים, ניגריה, קמרון, אוגנדה, טורקיה, מקסיקו, אזרבייג'ן, בלגיה, קפריסין, צ'כיה, ברזיל, צ'ילה, ארגנטינה, דובאי, יפן, קוריאה, וייטנאם, תאילנד, מלזיה, אינדונזיה, אוסטרליה, גרמניה, צרפת, איטליה, פורטוגל ועוד. כיצרנית מובילה בפיתוח ננוטכנולוגיה, RBOSCHCO שולטת בשוק. צוות העבודה המקצועי שלנו מספק פתרונות מושלמים כדי לשפר את היעילות של תעשיות שונות, ליצור ערך ולהתמודד בקלות עם אתגרים שונים. אם אתם מחפשים אבקת אינקונל 718, אנא צרו איתנו קשר או שלחו דוא"ל לכתובת: [email protected]

(אינקונל 718 ושימושיו)