Ist Inconel rostfrei?
Inconel-Legierungen gehören zu den vielseitigsten Metallen. Aufgrund ihrer hohen Leistung und hervorragenden Eigenschaften werden sie in verschiedenen Branchen eingesetzt.
Sie sind eine natürliche Wahl für die Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Schifffahrts- sowie Öl- und Gasindustrie, da sie speziell dafür optimiert sind, einigen der anspruchsvollsten Fertigungsbedingungen standzuhalten.
Was genau macht Inconel-Legierungen so besonders? Hier finden Sie alles, was Sie über sie wissen müssen.
Wie Inconel-Legierungen hergestellt werden
Obwohl die Zusammensetzung von Inconel-Legierungen stark variiert, bestehen sie alle aus Nickel und Chrom als Hauptelementen. Diese Spezialmetalle sollten nicht mit Duplex-Edelstahl, austenitischem Edelstahl oder einer anderen Art von Edelstahllegierung verwechselt werden. Nachfolgend finden Sie einen kurzen Überblick über die verschiedenen Arten von Inconel-Legierungen und ihre jeweiligen Zusammensetzungen.
Inconel 600
Diese Nickel-Chrom-Legierung ist äußerst beständig gegen viele korrosive Elemente. Selbst unter extremen Temperaturbedingungen unterliegt es keiner allgemeinen Oxidation oder Spannungsrisskorrosion, die durch Chloridionen verursacht wird.
Inconel 601
Inconel 601 enthält Nickel, Chrom und Aluminium. Der Zusatz von Aluminium verleiht ihm hervorragende mechanische Eigenschaften, selbst in Umgebungen mit hohen Temperaturen.
Inconel 625
Inconel 625 enthält Nickel, Chrom, Molybdän und Niob. Die Reaktion zwischen Molybdän und Niob führt zur Aushärtung der Matrixmikrostruktur der Legierung und erhöht dadurch ihre Gesamtzugfestigkeit. Dies macht diese Legierung auf Nickelbasis äußerst beständig gegen korrosive Elemente, die häufig unter rauen Bedingungen auftreten.
Inconel 690
Im Gegensatz zu anderen Metalllegierungen im Sortiment besteht Inconel 690 aus einem hohen Chrom- und Nickelgehalt. Durch die Verwendung eines hohen Chromgehalts ist diese spezielle Metalllegierungsvariante äußerst widerstandsfähig gegenüber den korrosiven Bedingungen wässriger Umgebungen. Aufgrund seiner hohen Korrosionsbeständigkeit hält es auch der Schwefelung stand, die in Umgebungen mit hohen Temperaturen auftritt.
Inconel 718
Die Struktur und Reaktion von Inconel 718 unterscheidet sich deutlich von anderen Metallen der Serie. Diese Superlegierung auf Nickelbasis besteht aus Nickel und Chrom mit erheblichen Mengen an Molybdän, Niob und Eisen. Es enthält auch Spuren von Aluminium und Titan. Die Kombination dieser Legierungselemente macht Inconel 718 sehr fest, flexibel und beständig gegen Risse nach dem Schweißen.
Anwendungen von Inconel-Legierungen
Hersteller und Konstrukteure verwenden Inconel-Legierungen in einer Vielzahl industrieller Anwendungen, die zuverlässige und technisch hochwertige Materialien erfordern. Die Tatsache, dass sie eine hervorragende Korrosions- und Hochtemperaturbeständigkeit aufweisen, macht sie sehr attraktiv.
Diese Legierungen eignen sich am besten für den Einsatz in Umgebungen, denen andere Materialien nicht standhalten können. Nachfolgend sind einige der führenden industriellen Anwendungen aufgeführt, die auf Inconel-Legierungen basieren.
Düsentriebwerk
Luft-und Raumfahrtindustrie
Komponenten von Strahltriebwerken sind ständig hohem Druck und hoher Temperatur ausgesetzt. Daher müssen die bei der Konstruktion verwendeten Materialien diesen Bedingungen standhalten und gleichzeitig ihre Festigkeit und Integrität bewahren.
Superlegierungen auf Nickelbasis sind eine natürliche Wahl für jede Hochtemperaturanwendung. Es ist korrosionsbeständig, beständig gegen Kriechverformung in Umgebungen mit hoher Belastung und weist selbst unter Hochtemperaturbedingungen eine geringe Ausdehnungsrate auf. Beispielsweise werden Inconel 718 und 750 bei der Herstellung von Turbinendichtungen, Befestigungselementen und Abgasauskleidungen verwendet.
Automobilindustrie
Ein Automotor ist ein präzises mechanisches Bauteil. Es erzeugt viel Wärme, muss aber dennoch effizient, leicht und zuverlässig sein. Inconel 600, 601 und 625 haben ein breites Anwendungsspektrum, einschließlich der Konstruktion kritischer Komponenten in Hochleistungsfahrzeugen. Darüber hinaus wird es häufig in passiven Sicherheitsvorrichtungen wie Airbags, elektrischen Schaltanlagen, Kraftstoffpumpen, Sensoren, Zündsystemen und Abgasanschlüssen verwendet.
Schiffbauindustrie
Inconel-Legierungen erreichen auch unter extremsten Bedingungen, wie sie beispielsweise im Schiffbau vorkommen, eine hohe Leistung. Nickellegierungen können den stark korrosiven Bedingungen in Offshore-Verarbeitungsanlagen standhalten, die auf Meerwasser als Kühlmittel angewiesen sind.
Inconel 625 wird häufig in Ummantelungen von Unterwasserkommunikationskabeln, Antriebsmotoren, Propellerblättern, Drahtseilen und sogar Bohrlochausrüstung verwendet.
Eigenschaften der Inconel-Legierung
Eine der bemerkenswertesten Eigenschaften der Inconel-Legierung ist ihre Korrosionsbeständigkeit. Darüber hinaus weisen sie auch im Vergleich zu Edelstahl eine hervorragende Oxidationsbeständigkeit auf und halten hohen Temperaturen stand.
Wenn Inconel hohen Temperaturen ausgesetzt wird, bildet es auf seiner Oberfläche eine schützende, passivierende Oxidschicht, um sie vor weiteren Schäden zu schützen. Es ist nicht nur hitzebeständig, sondern behält auch unter diesen Bedingungen seine Festigkeit. Darüber hinaus ist Inconel druckbeständig und eignet sich daher ideal für extreme Anwendungen in verschiedenen Bereichen.
Beim Schneiden von Metall entstehen Funken
Hochtemperaturfestigkeit von Inconel-Legierungen
Die Festigkeit von Superlegierungen wird durch Mischkristallverfestigung und Ausscheidungsverfestigung oder Aushärtung verbessert. Die verwendete Wärmebehandlung hängt von der jeweiligen Hochtemperaturlegierung ab.
Bei diesen Techniken wird Nickel mit unterschiedlichen Mengen an Niob kombiniert, um Gamma-Bis (Gamma) zu bilden. Diese intermetallische Verbindung erzeugt winzige kubische Kristalle, die Kriechverformung und Rutschen bei hohen Temperaturen verhindern.
Die Bildung dieser Kristalle nimmt mit der Zeit zu, insbesondere nachdem die Legierung 3-72 Stunden lang Temperaturen von 1.560 Grad F (850 Grad) und mehr ausgesetzt wurde. Diese dicke passivierende Oxidschicht sorgt dafür, dass das Metall über einen weiten Temperaturbereich außergewöhnlich stark bleibt.
Im Folgenden finden Sie einen Überblick über die mechanischen Eigenschaften von Inconel 718-Blechen nach der Ausscheidungswärmebehandlung.
Streckgrenze im geglühten Zustand (Mindestversatz 0,2 %): 80,000 psi (550 MPa)
Höchste Zugfestigkeit (Minimum): 140,000 psi (965 MPa)
Dehnung (Minimum): 30 (% von 2 Zoll)
Wärmeausdehnungskoeffizient von 77 °F bis 1400 °F: 8,9
Angesichts der hohen Festigkeit von Superlegierungen müssen beim Schneiden einige wichtige maschinelle Überlegungen berücksichtigt werden. Ihre hohe Temperaturbeständigkeit führt häufig zu zusätzlicher Hitzeeinwirkung auf Schneidwerkzeuge, wodurch ihre Leistung beeinträchtigt wird. Das Hinzufügen spezieller hitzebeständiger Klingen oder Beschichtungen zum Bearbeitungsprozess trägt dazu bei, dass die Maschine dem Schneidvorgang besser standhält.
