معایب Inconel 718 چیست؟

اینکونل 718 یک سوپرآلیاژ نیکل-آهن-کروم با کارایی بالا است که در ابتدا توسط آیزلشتاین اینکونل در اواخر دهه 1950 برای استفاده در موتورهای توربین گازی ساخته شد. کمک قابل توجهی در برآوردن نیازهای موتورهای توربین گازی پیشرفته دارد. به دلیل جوش پذیری خوب و خواص مکانیکی برتر نسبت به سایر گریدهای سوپرآلیاژ، به طور گسترده در زمینه هوافضا استفاده می شود. استحکام حرارتی بالای آلیاژ Inconel 718 عمدتاً از طریق بارش فازهای پرایم [Ni3Ti، Ni3Al)] و دو پرایم [Ni3Nb] به دست می آید. جنرال الکتریک از 34 درصد آلیاژ Inconel 718 در موتور CF6 بوئینگ 787 استفاده می کند که برای ساخت قطعات موتورهای هوافضا استفاده می شود. در قسمت‌های داغ موشک‌ها و توربین‌های گاز مانند پره‌ها، دیسک‌ها و محفظه‌ها در نواحی پرفشار کمپرسورها و دیسک‌ها و همچنین برخی تیغه‌ها در قطعات توربین با استحکام در دمای بالا، خواص خزش و گسیختگی بسیار عالی استفاده می‌شود. . ، مقاومت در برابر خوردگی گرم خوب و مقاومت در برابر اکسیداسیون الزامات اصلی هستند. این شامل دو روش استحکام بخشی است: تقویت محلول جامد (اتم های آهن، کروم، مو، Nb جایگزین نیکل در ماتریس نیکل می شوند) و تقویت بارش رسوبات «و» . در دمای نزدیک به 650 درجه، Nb با Ni ترکیب می شود و فاز ″ (Ni3Nb) را تشکیل می دهد و خواص مکانیکی عالی را در دماهای بسیار بالا ارائه می دهد.

What are the disadvantages of Inconel 718?

به منظور بهبود مستمر راندمان، عملکرد میدانی و کاهش تعمیر و نگهداری موتورهای توربین گاز صنعتی، کاربرد گسترده آلیاژ Inconel 718 مورد نیاز است. آنها می توانند تنش های بیشتری را در دماهای بالا تا 650 درجه برای مدت زمان طولانی تحمل کنند که امکان استفاده از آنها در فناوری پیشرفته موتور توربین گاز را نشان می دهد. پس از سال 1950 عصر موتورهای جت و موشک ها آغاز شد و نقش مهمی در توسعه موتورهای رانش بالا داشت. بدون سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل، هواپیماها با قدرت کمتر و با سرعت کمتر پرواز می کنند. موثرترین راه برای تسریع نیروی رانش یک موتور هوایی، افزایش دمای کارکرد آن است. مقاومت آن در دمای بالای فلزات مورد استفاده برای اجزای موتورهای هوافضا محدود شده است. باید سخت تر و در برابر خوردگی، اکسیداسیون و تغییر شکل در دماهای بالا مقاوم باشد. بیشتر مواد در دمای 30-40% نقطه ذوب خود خزش شتابی را تجربه می کنند. به عنوان مثال، آلیاژهای تیتانیوم به سرعت بالای 360 درجه خزش می کنند. سوپرآلیاژ Inconel 718 مقاومت در برابر خزش بسیار خوبی دارد و بنابراین می‌تواند در دماهای تا 860 درجه که 70 درصد بالاتر از نقطه ذوب آن (Tm=1430 درجه) است، استفاده شود. در دو دهه گذشته، نیروی محرکه موتورهای توربین گازی 60 درصد افزایش یافته در حالی که مصرف سوخت 20 درصد کاهش یافته است. این محدودیت های عملیاتی سوپرآلیاژها را تا 1300 درجه افزایش می دهد و به موتورهای جت قدرتمند کمک می کند.

جوشکاری در صنعت هوافضا در ساخت قطعات موتور هواپیما اهمیت زیادی دارد. رقابت شدید در بازار هوافضا، تولیدکنندگان را مجبور می‌کند تا فرآیندهای تولید خود را اصلاح کنند، در نتیجه اجزای ساختاری و مکانیکی بزرگ را دوباره طراحی کنند تا از فرآیندهای پرهزینه ریخته‌گری و ماشین‌کاری و حمل‌ونقل بعدی از تامین‌کننده به سازنده جلوگیری کنند. پیشرفت در طراحی و ساخت اجزای سازه ای، ساخت زیرسازی و اتصال آنها از طریق فرآیندهای جوشکاری پیشرفته مناسب است. علاوه بر این، تعمیر جوش اجزای موتور هوافضا به عنوان وسیله ای برای افزایش عمر موتور و کاهش هزینه های مرتبط با تعویض قطعات اهمیت فزاینده ای پیدا می کند. فرآیند جوشکاری قوسی تنگستن گاز (GTAW) به طور خاص برای جوشکاری آلیاژ Inconel 718 استفاده می شود زیرا اتصالات تمیز، دقیق و با کیفیت بالا را فراهم می کند. ارزان است، محیط کارگاهی دوستانه دارد و برای عملیات جوشکاری در محل مناسب تر است. با این حال، معایبی نیز دارد، مانند گرمای ورودی بالا و نفوذ کمتر جوش به دلیل ستون قوس پهن تر، که منجر به تخلخل ناشی از گاز محافظ به دام افتاده، اعوجاج و سرعت جوش کمتر می شود. علاوه بر این، جوشکاری صفحات نازک، ایجاد اتصالات خوب و بدون عیب را دشوار می کند. آلیاژ Inconel 718 به تعدادی از مشکلات متالورژیکی در طول جوشکاری ذوبی، به ویژه جداسازی نیوبیم و توسعه فاز Laves شبکه درشت‌تر در منطقه همجوشی (FZ) حساس است. به طور قابل توجهی خواص مکانیکی اتصالات جوش داده شده را بدتر می کند. علاوه بر این، مایع سازی فاز غنی از نیوبیم در منطقه متاثر از گرما (HAZ) می تواند منجر به مشکلات میکروترک شود. فلز جوش کند آلیاژ Inconel 718 مانند فولاد کربنی و فلز جوش فولاد ضد زنگ خونریزی یا خیس نمی کند. بنابراین، عیوب جوشکاری مختلفی مانند منافذ، ترک های انجماد و غیره رخ خواهد داد.