آیا اینکونل گرانتر از تیتانیوم است؟
هر ماده ای که در اگزوز موتور سیکلت استفاده می شود با خواص طبیعی و مناسب بودن علمی آن سازگار است. تیتانیوم، فولاد ضد زنگ و اینکونل موادی با مشخصات بالا با خواص منحصر به فرد هستند که آنها را برای استفاده بر اساس پایداری شیمیایی، چقرمگی، وزن و مقاومت حرارتی مناسب میسازد.
در اینجا ویژگی های اصلی، کاربردها و روش های تولید این مواد مختلف را توضیح می دهیم تا تفاوت بین فولاد ضد زنگ، تیتانیوم و اینکونل آشکار شود.
تیتانیوم
این عنصر فلزی که به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا شناخته شده است، برای کاربردهای کم وزن مانند مسابقه بسیار کاربردی است. تیتانیوم نصف وزن فولاد است اما از نظر استحکام معادل است. تیتانیوم گران تر از فولاد و آلومینیوم است، اما ارزان تر از اینکونل است.
در دمای اتاق، هیچ واکنشی بین تیتانیوم، رطوبت و اکسیژن وجود ندارد. تیتانیوم و اینکونل از نظر محافظت از مواد مشابه هستند زیرا یک لایه سطحی اکسید شده محافظ و غیرفعال بر روی مواد تشکیل می دهند. به همین دلیل است که تیتانیوم از مقاومت بالایی در برابر خوردگی برخوردار است. حتی در مقابل اسید هیدروکلریک و اسید سولفوریک، تیتانیوم می تواند مقاومت کند!
علاوه بر این، تیتانیوم به سرعت خنک می شود، بنابراین وقتی در قطعات موتورسیکلت مانند اگزوز استفاده می شود، تحت چنین حرارت زیاد تغییر شکل نمی دهد.
تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم خالص تجاری در بازار وجود دارد. استانداردترین آلیاژ تیتانیوم تولید شده با استفاده از وانادیوم و آلومینیوم Ti 6AI-4V است. این نیمی از کاربردهای جهانی آلیاژ تیتانیوم را تشکیل می دهد. این نسخه ها از استحکام و چقرمگی بیشتری نسبت به تیتانیوم خالص برخوردار هستند و ماشین کاری آنها آسان تر است. تیتانیوم خالص تجاری، در حالی که در برابر خوردگی بسیار مقاوم است، نسبت به همتایان آلیاژی خود انعطاف پذیرتر و پلاستیک تر است.
تیتانیوم فرآوری شده
آلیاژهای تیتانیوم نیز تحت فرآیندهای سخت شدن پیچیده ای قرار می گیرند که ماشین کاری آنها را دشوار می کند. تیتانیوم خالص تجاری چسبناک است و می تواند باعث ایجاد تراشه های طولانی در هنگام برش شود که می تواند به ابزارهای برش آسیب برساند. به همین دلیل است که در حین ماشینکاری تیتانیوم نیز ممکن است افت رخ دهد. اما با خنککننده فشار بالا، میتوان تراشهها را در حین برش برداشته و تجهیزات را راحتتر جابهجا کرد و کار را کمتر کرد.
هنگام ماشینکاری تیتانیوم باید از برش های کوتاه و منقطع اجتناب شود. ابزارهای برش باید همانطور که با مواد خام مواجه می شوند به کار خود ادامه دهند. تماس بیش از حد ابزار می تواند باعث اصطکاک شود که می تواند گرمای اضافی ایجاد کند و منجر به سخت شدن کار شود. سرعت کمتر و نرخ تغذیه بیشتر باعث کاهش گرما می شود.
پردازش مواد خام تیتانیوم نیاز به نصب ماشین سفت و سخت و گرفتن ایمن دارد. چرا؟ تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم بسیار انعطافپذیر هستند، هنگام برش میتوانند پچپخت و برگشت فنری را تجربه کنند و ممکن است سطحی کمتر از چشمگیر ایجاد کنند.
تیتانیوم جوش داده شده
جوشکاری تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم آسان است. همان تکنیک های جوشکاری مورد استفاده برای فولاد ضد زنگ در مورد تیتانیوم نیز اعمال می شود.
اما در اینجا، مرتب بودن و حفاظت از گاز بی اثر بسیار مهم است. آلودگی هوا می تواند باعث ایجاد مشکلاتی در جوشکاری تیتانیوم شود.
استفاده از تیتانیوم
صنایع هوافضا و خودرو از تیتانیوم برای نسبت قدرت به وزن چشمگیر آن استفاده می کنند. 50 درصد از آلیاژهای مورد استفاده در مهندسی هوافضا Ti 6AI{4}}V است. موتورسیکلت ها از تیتانیوم برای اگزوز خود استفاده می کنند زیرا سبک وزن است، گرما را به خوبی مدیریت می کند و رنگ خوبی دارد.
تیتانیوم برای موارد زیر مناسب است:
کشتی نیروی دریایی
تجهیزات ورزشی
صنعت پزشکی
ارابه فرود
موشک و غیره
اینکونل
نام تجاری آلیاژهای نیکل کروم با کیفیت بالا Inconel است. این ماده همچنین میتواند در برابر دماهای بالا از نوع آلیاژی (تا 2،{4}} درجه فارنهایت) با افت مقاومت صفر مقاومت کند. این ماده حتی در دماهای پایین نیز بسیار مناسب است.
خواص مکانیکی Inconel در دمای اتاق عالی است. بنابراین می دانید، اینکونل گرید 725 استحکام کششی حدود 180 ksi دارد. این دو برابر استحکام فولاد سازه ای است. آلیاژهای دیگر مانند Inconel 718 برای مقاومت در برابر بارندگی سفت می شوند و آنها را قوی تر می کند. خوردگی و انواع آن: خوردگی، اکسیداسیون، ترک خوردگی و خوردگی شکافی بر اینکونل تأثیر نمی گذارد.
خواص عالی اینکونل نیازهای برنامه های کاربردی را برآورده می کند. با این حال، موادی مانند Inconel گرانتر از تیتانیوم، فولاد ضد زنگ و آلومینیوم هستند.
ماشینکاری اینکونل
به دلیل استحکام بالا، پردازش چالش برانگیز است. اینکونل به قدری سخت است که ابزارهای برش ممکن است در حین ماشینکاری آسیب ببینند و مواد بپیچند و خم شوند.
فرو بردن اینکونل در محلول سختی مواد را کاهش می دهد و از سایش ابزار برش جلوگیری می کند. برای ماشینکاری Inconel، ابزارهای سرامیکی توصیه می شود زیرا برش های سریع و بدون وقفه را فراهم می کند و گردش کار را قابل کنترل تر می کند. باید از نوک زدن اجتناب شود زیرا این کار می تواند کار را چالش برانگیز کند.
اینکونل جوش
اینکونل به دلیل ترک به راحتی جوش نمی خورد. اما آلیاژهای Inconel را می توان مانند Inconel 625 - جوش داد، آلیاژی که به راحتی پر می شود و معمولاً با استفاده از گاز بی اثر تنگستن (TIG) جوش داده می شود. این تکنیک جوش معمولاً نیازی به پرکننده ندارد اما برای اتصال اینکونل به خوبی کار می کند. به همین دلیل توصیه می شود.
موارد استفاده از Inconel
اینکونل ماده انتخابی زمانی است که دماهای خشن و خوردگی مشکل دارند، به ویژه هنگامی که سایر فلزات در برابر اکسیداسیون و تغییر شکل ناشی از دماهای بالا مقاوم نیستند.
اینکونل دارای مقاومت شیمیایی و دمایی بالا است و در سیستمهای اگزوز برای اتومبیلهای مسابقهای، توربینها، موتورهای جت و در بخشهای نفت و گاز، هوافضا و دریایی که قطعات ماشینآلات سنگین مورد نیاز است، استفاده میشود.
