Superleger (også kalt "High - Performance Alloys") er en spesialisert klasse av metalliske materialer konstruert for å opprettholdeHøy mekanisk styrke, strukturell stabilitet, ogMotstand mot nedbrytning(f.eks. Korrosjon, oksidasjon, kryp) ved ekstremt forhøyede temperaturer - typisk over 600 grader (1112 grader F), og i noen tilfeller over 1000 grader (1.832 grader F). De kjennetegnes videre ved deres evne til å motstå tøffe kjemiske miljøer og mekanisk stress (for eksempel syklisk belastning) uten betydelig slitasje eller svikt.
Inconel møter og overgår alle disse kriteriene. I motsetning til konvensjonelle legeringer (f.eks, rustfritt stål, aluminiumslegeringer) som mister styrke eller deformert ved høye temperaturer, beholder Inconel belastningen - bærekapasitet og dimensjonell stabilitet selv i ekstrem varme, noe
Inconel er en del av en familie avNickel - krom (ni - cr) base superleger, med nikkel som det primære elementet (typisk 50–80 vekt%). Denne nikkel - rik basen er kritisk fordi nikkel gir utmerket høy - temperaturstyrke og motstand mot oksidasjon. Krom (vanligvis 10–25%) tilsettes for å forbedre korrosjonsresistens - spesielt mot oksidasjonsmiljøer (f.eks. Høy - temperaturluft, sure løsninger).
Avhengig av den spesifikke karakteren, kan Inconel også omfatte andre legeringselementer for å skreddersy dens egenskaper:
Titan (Ti) og aluminium (AL):Fremme "nedbør herding", en prosess som skaper bittesmå, stabile partikler i metallets struktur for å øke styrken ved høye temperaturer (kritisk for karakterer som Inconel 718).
Molybden (MO) og wolfram (W):Forbedre motstanden mot "kryp" (langsom, permanent deformasjon under konstant stress ved høye temperaturer) og forbedre styrken i aggressive kjemiske miljøer.
Niobium (NB, også kalt Columbium):Stabiliserer legerens krystallstruktur og styrker den ytterligere, spesielt i høy - temperaturapplikasjoner (en nøkkelkomponent i Inconel 718).
Jern (Fe):Lagt inn i noen karakterer (f.eks. Inconel 600) for å forbedre arbeidsevnen og redusere kostnadene, uten at det går ut over kjerne -superlegeringsegenskapene.
Inconels sammensetning gir den en serie egenskaper som er kjennetegn på superlegeringer, noe som gjør det uerstattelig i mange høye - Stakes applikasjoner:
I motsetning til de fleste metaller, som mykner og deformeres ved høye temperaturer, beholder Inconel sin strekkfasthet (evne til å motstå å bryte under spenning) og avkastningsstyrke (evne til å motstå permanent deformasjon) til og med over 800 grader (1 472 grader F). For eksempel:
Inconel 718, en av de mest brukte karakterene, opprettholder en strekkfasthet på over 1200 MPa (174 000 psi) ved 650 grader (1 202 grader F) - langt høyere enn konvensjonelle legeringer som 316 rustfritt stål (som har en strekkfasthet på ~ 500 mpa på på den samme temperaturen).
Motstanden mot kryp er kritisk for bruksområder som gassturbinblader, der materialet blir utsatt for konstant stress (fra sentrifugalkrefter) og temperaturer opp til 1000 grader i tusenvis av timer.
Inconel danner en tynn, tett ogselv - helbredende oksidlag(først og fremst kromoksid, cr₂o₃) på overflaten når det blir utsatt for oksygen eller aggressive kjemikalier. Dette laget forhindrer ytterligere oksidasjon (rusting) eller kjemisk angrep, selv i tøffe miljøer:
Det motstår korrosjon i sure løsninger (f.eks. Svovelsyre, saltsyre), alkaliske oppløsninger og saltvann -, noe som gjør det ideelt for kjemisk prosessutstyr og marine applikasjoner.
I høye - temperaturoksiderende miljøer (f.eks. Forbrenningskamre for jetmotor) tåler den oksidasjon og "varm korrosjon" (nedbrytning fra svovel eller vanadium i drivstoff) bedre enn de fleste andre legeringer.
Inconel har en lav koeffisient for termisk ekspansjon (CTE) -, noe som betyr at den utvides og kontrakter minimalt når det er oppvarmet eller avkjølt. Denne stabiliteten forhindrer skjevhet eller sprekker i applikasjoner med raske temperaturendringer (f.eks. Luftfartskomponenter, atomreaktordeler), der dimensjons nøyaktighet er kritisk.
Mens mange superlegeringer er vanskelige å maskinere eller form på grunn av deres styrke, kan inconel -karakterer (spesielt Inconel 600 og 718) smides, sveises og maskineres med spesialiserte teknikker. Denne brukbarheten gjør det praktisk for å produsere komplekse komponenter (f.eks. Turbin disker, varmevekslere) uten å ofre ytelse.
Inconels status som superlegering er videre validert av bruken i bransjer som krever høyest materiell ytelse:
Luftfart og luftfart:Brukes i jetmotorkomponenter (forbrenningskamre, turbinblader, etterbrennere), rakettdyser og flystrukturelle deler - der høy temperatur, korrosjonsmotstand og styrke er ikke - omsettelig.
Kraftproduksjon:Ansatt i gassturbiner (for elektrisitetsproduksjon) og atomreaktorer (drivstoffkledning, varmevekslere) - motstand mot kryp, stråleskade og etsende kjølevæske (f.eks. Vann, flytende natrium).
Kjemisk prosessering:Brukes i reaktorer, rørledninger og ventiler for håndtering av etsende kjemikalier (f.eks. Syrer, løsningsmidler) ved høye temperaturer og trykk.
Olje og gass:Brukes i downhole -verktøy og brønnhodeutstyr - motstå høye temperaturer (opptil 600 grader) og etsende væsker (f.eks. Hydrogensulfid, saltlake) i dype oljebrønner.
Automotive (High - ytelse):Funnet i eksosanlegg for racingmotorer og turboladere - motstand mot ekstrem varme og avgasskorrosjon.
Oppsummert er Inconel ikke bare en "High - Performance Alloy" - Det er en prototypisk superlegering. Dets nikkel - krombase, forbedret av strategiske legeringselementer, leverer de definerende superlegeringsegenskapene: høy - temperaturstyrke, krypresistens, korrosjon/oksidasjonsmotstand og dimensjonsstabilitet. Disse egenskapene gjør det uunnværlig i bransjer der svikt i materialer kan føre til katastrofale konsekvenser (f.eks. Luftfart, kraftproduksjon), og bekrefter klassifiseringen som en superlegering.
