Az Inconel keményebb, mint a titán?
Inconel
Az Inconel a Specialty Metals által gyártott nikkel-króm magas hőmérsékletű ötvözetek sorozatának kereskedelmi neve. Rendkívül ellenáll a szélsőséges hőmérsékleteknek, és körülbelül 2,000 F-fokot (ötvözettől függően) szilárdságvesztés nélkül képes ellenállni. Alacsony hőmérsékleten is jól teljesít.
Az extrém hőmérsékleti tulajdonságok mellett az Inconel szobahőmérsékleten kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Például az Inconel 725 szakítószilárdsága akár 180 ksi, ami kétszerese a szerkezeti acél szilárdságának. Egyes Inconel ötvözetek, mint például az Inconel 718, csapadékkal edzettek, ami tovább növeli szilárdságukat. Az Inconel emellett nagyon ellenáll a korróziónak, beleértve az oxidációt, a lyukkorróziót, a réskorróziót és a korróziós repedéseket.
Az Inconel tulajdonságai értékes fémmé teszik a legigényesebb körülmények között is. Azonban a legtöbb szuperötvözethez hasonlóan ez is sokkal drágább, mint az olyan közönséges fémek, mint az acél, alumínium és titán.
Inconel megmunkálása
Az Inconel szilárdsága értékes anyaggá teszi extrém körülmények között is, de megnehezíti a megmunkálását is. Nagyon kemény és hajlamos megmunkálás közben megkeményedni, ami károsíthatja a vágószerszámokat és deformálhatja a munkadarabot.
A feszültségoldó Inconel a megmunkálás előtti oldatkezelés révén csökkenti a felületi keménységet és korlátozza a munkakeményedést, ezáltal csökkenti a szerszám igénybevételét és kopását. A kerámia vágószerszámok azért ajánlottak, mert képesek gyors, folyamatos vágást végezni, ami minimálisra csökkenti a munkakeményedést. Szintén fontos elkerülni a csípést, ami növeli a munkakeményedést.
Hegesztés Inconel
A legtöbb Inconel ötvözet nehezen hegeszthető, mivel a varratok könnyen eltörnek. Néhány Inconel ötvözetet azonban hegeszthetőnek terveztek. Ezek jellemzően TIG (volfram inert gáz) hegesztésűek, és Inconel 625-öt (a legkönnyebben hegeszthető Inconel ötvözet) használnak töltőfémként. Míg a TIG hegesztéshez általában nincs szükség töltőanyagra, addig Inconel hegesztéshez ajánlott, mert nagyon nehéz repedés nélkül összeolvasztani két alkatrészt.
Inconel alkalmazások
Magas vegyszer- és magas hőmérséklet-állósága miatt az Inconel jól alkalmazható különféle repülési, olaj- és gázipari, valamint tengeri alkalmazásokhoz. Az Inconel néhány gyakori felhasználási esete:
Sugárhajtómű kipufogógáz.
Turbina.
Kipufogócső csatlakozó.
Rakták halom.
Földgázvezeték.
Tengeri légcsavar lapátok.
Repülési és tengeri kötőelemek.
Nehézgép alkatrészek.
Az Inconel ideális anyag, amikor szélsőséges hőmérsékletekre és korrózióállóságra van szükség, különösen akkor, ha a magas hőmérséklet csökkentené más fémek szilárdságát és oxidációs ellenállását.
titán
A titán egy elemi fém, amelynek rendkívül magas szilárdság/tömeg aránya van, így hasznos lehet olyan alkalmazásokban, mint a repülőgép- és űrkutatási szerkezeti alkatrészek, ahol a súlycsökkentés kritikus. A titán körülbelül olyan erős, mint az acél, de csak fele súlya. Ezek a tulajdonságok azonban magasabb árcédulával járnak, mint a gyakoribb fémek, például az alumínium és az acél, bár általában sokkal olcsóbb, mint az Inconel.
A titán környezeti hőmérsékleten nem lép reakcióba oxigénnel és vízzel. Az Inconelhez hasonlóan a titán is passziváló oxidréteget képez a felületén, hogy megvédje az anyagot. Ez a titánt rendkívül korrózióállóvá teszi, sőt ellenáll az erős savaknak is, mint a kénsav és a sósav. Ezenkívül a titán biológiailag kompatibilis és nem mérgező, így számos orvosi alkalmazásban használható.
A titán két minőségben kapható: kereskedelmi tiszta titán és ötvözött titán. A leggyakoribb ötvözet a Ti 6Al-4V, amelyet alumíniummal és vanádiummal ötvöznek, és a világszerte felhasznált titán körülbelül felét teszi ki. Ezt és a többi titánötvözetet keményebbre, erősebbre és/vagy könnyebben megmunkálhatóra tervezték, mint a tiszta titán. A kereskedelmileg tiszta (CP) titán puhább és rugalmasabb, mint a titánötvözetek, de korrózióállósága kiemelkedő.
Titán feldolgozás
Azok a tulajdonságok, amelyek a titánt ilyen hasznos fémmé teszik, szintén megnehezítik a megmunkálását. Az Inconelhez hasonlóan a titán is hajlamos a munkakeményedésre. A CP titán megmunkáláskor is nagyon ragadós, hosszú, folyamatos forgácsokat képez, amelyek zavarják a vágószerszámokat. Ez a tulajdonság is hajlamossá teszi a kopásra. Ez csökkenthető, ha sok nagynyomású hűtőfolyadékot használ a forgácsok mielőbbi eltávolítására és a szerszám hornyainak tisztán tartására.
Titánötvözetek megmunkálásakor kerülje a megszakított vágásokat, és mindig tartsa mozgásban a szerszámot, amikor érintkezik a munkadarabbal. A túlzott érintkezés a szerszám súrlódását okozhatja, túlzott hőt termelhet, és munkakeményedéshez vezethet. Az alacsonyabb fordulatszámmal és nagyobb előtolási sebességgel végzett megmunkálás jelentősen csökkentheti a hőtermelést.
Míg az Inconel nagyon kemény és merev, a titán rugalmasabb, így a munkadarab erős fogást és a lehető legerősebb gépbeállítást igényel. A titán és ötvözetei nagyon rugalmasak, ami a megmunkálás során visszaugrást és repedést okozhat, és rossz felületi minőséget eredményezhet.
hegesztett titán
A titán és ötvözetei könnyen hegeszthetők. A titán hegesztési technikái és felszerelései hasonlóak az egyéb nagy jellemzőkkel rendelkező fémek, például rozsdamentes acél vagy nikkel alapú ötvözetek hegesztéséhez használtakhoz. A titán azonban nagyobb figyelmet igényel a tisztaságra és az inert gázok védelmére, mint más fémek. A levegőszennyezés tönkreteheti a titán varratokat.
Titán alkalmazások
A titán mechanikai tulajdonságai, különösen a szilárdság/tömeg arány, nagyon hasznosak a repülőgépiparban és az autóiparban. A Ti 6AL-4V a repülési alkalmazásokban használt ötvözetek csaknem felét teszi ki. Az orvosi iparban is gyakran használják kiváló korrózióállósága és biokompatibilitása miatt.
A titán néhány gyakori felhasználása a következők:
Repülőgép motor és váz.
Páncélzat.
Haditengerészeti hajó.
űrhajó.
rakéta.
futómű.
kipufogócső.
Mesterséges ízületek.
A csontok rögzítésére vagy javítására használt hardver.
Beültethető orvosi eszközök.
Sportfelszerelés.
