Hva er ulempene med Inconel 718?
Inconel 718 er en høyytelses nikkel-jern-krom-basert superlegering som opprinnelig ble utviklet av Inconels Eiselstein på slutten av 1950-tallet for bruk i gassturbinmotorer. Den gir et betydelig bidrag til å oppfylle kravene til avanserte gassturbinmotorer. Den er mye brukt i romfartsfeltet på grunn av sin gode sveisbarhet og overlegne mekaniske egenskaper enn andre kvaliteter av superlegeringer. Den høye termiske styrken til Inconel 718-legeringen oppnås hovedsakelig gjennom utfelling av prime-[Ni3Ti, Ni3Al)] og doble prime-[Ni3Nb]-faser. General Electric bruker 34 prosent Inconel 718-legering i Boeing 787s CF6-motor, som brukes til å lage komponenter til flymotorer. Den brukes i varme deler av raketter og gassturbiner, som blader, skiver og foringsrør i høytrykksområdene til kompressorer og skiver, samt enkelte blader i turbindeler med høytemperaturstyrke, utmerkede krype- og spenningsbruddegenskaper . , god varmekorrosjonsbestandighet og oksidasjonsmotstand er hovedkravene. Det involverer to forsterkningsmetoder: fast løsningsforsterkning (Fe, Cr, Mo, Nb-atomer erstatter Ni i Ni-matrisen) og nedbørsforsterkning av ′ og ″ utfellinger. Ved en temperatur nær 650 grader kombineres Nb med Ni danner ″-fasen (Ni3Nb), og gir utmerkede mekaniske egenskaper ved svært høye temperaturer.
For å kontinuerlig forbedre effektiviteten, feltytelsen og redusere vedlikeholdet av industrielle gassturbinmotorer, kreves det utstrakt bruk av Inconel 718-legering. De tåler større påkjenninger ved høye temperaturer opp til 650 grader i lengre perioder, noe som viser at de kan brukes i avansert gassturbinmotorteknologi. Etter 1950 begynte jetmotorenes og rakettenes tidsalder, og den spilte en viktig rolle i utviklingen av motorer med høy kraft. Uten nikkelbaserte superlegeringer ville fly fly med mindre kraft og med lavere hastighet. Den mest effektive måten å akselerere skyvekraften til en flymotor er å øke driftstemperaturen. Den er begrenset av den høye temperaturmotstanden til metallene som brukes til romfartsmotorkomponenter. Det må være hardere og motstandsdyktig mot korrosjon, oksidasjon og deformasjon ved høye temperaturer. De fleste materialer opplever akselerert kryp ved temperaturer 30-40 % av smeltepunktet. For eksempel kryper titanlegeringer raskt over 360 grader. Inconel 718 superlegering har utmerket krypemotstand og kan derfor brukes ved temperaturer opp til 860 grad, som er 70 % over smeltepunktet (Tm=1430 grad). I løpet av de siste to tiårene har gassturbinmotorens fremdrift økt med 60 prosent mens drivstofforbruket har gått ned med 20 prosent. Den utvider driftsgrensene for superlegeringer til 1300 grader, og bidrar til kraftige jetmotorer.
Sveising er av stor betydning i romfartsindustrien ved produksjon av flymotorkomponenter. Ekstrem konkurranse i luftfartsmarkedet tvinger produsenter til å modifisere sine produksjonsprosesser, og dermed redesigne store strukturelle og mekaniske komponenter for å unngå kostbare støpe- og maskineringsprosesser og påfølgende transport fra leverandør til produsent. En forbedring i design og produksjon av strukturelle komponenter er fabrikasjon av underkonstruksjoner og sammenføyning av dem gjennom passende avanserte sveiseprosesser. I tillegg blir sveisereparasjon av komponenter til romfartsmotorer stadig viktigere som et middel for å forlenge motorens levetid og redusere kostnadene forbundet med utskifting av komponenter. Gass-wolframbuesveising (GTAW)-prosessen brukes spesielt for sveising av Inconel 718-legering fordi den gir rene, presise skjøter av høy kvalitet. Den er billig, har et vennlig verkstedmiljø og er mer egnet for sveiseoperasjoner på stedet. Den har imidlertid også noen ulemper, slik som høy varmetilførsel og lavere sveisepenetrasjon på grunn av den bredere buesøylen, noe som resulterer i porøsitet fra innestengt dekkgass, forvrengning og lavere sveisehastighet. I tillegg gjør sveising av tynne plater det vanskelig å danne gode, feilfrie skjøter. Inconel 718 legering er utsatt for en rekke metallurgiske problemer under smeltesveising, spesielt niobsegregering og utvikling av et grovere nettverk Laves-fase i smeltesonen (FZ). Det forringer de mekaniske egenskapene til sveisede skjøter betydelig. I tillegg kan flytendegjøring av den niobrike fasen i den varmepåvirkede sonen (HAZ) føre til mikrosprekkeproblemer. Det trege sveisemetallet til Inconel 718-legeringen vil ikke blø eller våte som karbonstål og rustfritt stål sveisemetall. Derfor vil det oppstå ulike sveisefeil, som porer, størkningssprekker o.l.
