Warum wird INCONEL 718 als Superlegierung bezeichnet?
Inconel 718 (oder Alloy 718) ist eine spezielle Art hochfester Hochtemperaturlegierung auf Nickel-Chrom-Basis, die Korrosion, hohen Drücken und extremen Temperaturen bis zu 700 Grad standhält.
Das Material besteht aus 50-55 % Nickel, 17-21 % Chrom, 4,75-5,5 % Niob und Tantal sowie Spuren von Molybdän, Titan, Kobalt, Aluminium, Mangan und Kupfer , Silizium und andere Elemente.
Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wird Inconel 718 in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, die von Fertigungsbetrieben über militärische Ausrüstung bis hin zur Luft- und Raumfahrtindustrie reichen.
Merkmale von Inconel 718
Temperaturbeständigkeit
Inconel 718 hat einen Schmelzpunkt von 1430 Grad und bietet eine effektive Hitze- und Hochtemperaturbeständigkeit. Es funktioniert auch bei niedrigen Temperaturen gut, was die Bandbreite der Temperaturbeständigkeit des Materials zeigt.
natürlicher Wärmeschutz
Diese Nickel-Superlegierung besitzt die inhärente Fähigkeit, beim Erhitzen eine starke und stabile Oxidschicht zu erzeugen. Diese natürliche Passivierungseigenschaft schützt das Material vor Beschädigungen.
Korrosionsbeständigkeit
Eine schützende Oxidschicht verleiht dieser Inconel-Variante eine hohe Oxidationsbeständigkeit und schützt sie so vor Korrosion.
Hohe mechanische Festigkeit
Bei Raumtemperatur haben Superlegierungsmaterialien eine Mindeststreckgrenze von 725 MPa und eine Mindestzugfestigkeit von 1035 MPa. Wenn Inconel 718 gelöst und ausgefällt wird, erhöhen sich diese Werte auf 1035 MPa bzw. 1240 MPa.
Hervorragende Schweißqualität
Andere Inconel-Legierungen sind aufgrund von Sprödigkeit und Rissbildung an genauen Schweißpunkten schwierig zu schweißen. Allerdings wurde Inconel 718 entwickelt, um dieses Problem zu lösen, sei es beim Elektronenstrahl- oder Lichtbogenschweißen.
Gute Duktilität und Verarbeitungsqualität
Die meisten Inconel-Legierungen neigen zur Kaltverfestigung, wenn versucht wird, sie maschinell zu bearbeiten oder zu formen. Inconel 718 ist anders – es lässt sich mit harten Schneidwerkzeugen und langsameren Schneidmechanismen einfacher bearbeiten.
Nachdem das Material vollständig gealtert ist, kann diese Hochtemperaturlegierung durch Induktionserwärmung bei 700 Grad mit einem Gewinde versehen werden.
Produktion und Verarbeitung
Inconel 718 kann nach folgenden Verfahren hergestellt werden:
Glühen: Metall wird erhitzt und dann allmählich auf eine niedrigere Temperatur abgekühlt. Dies verleiht dem Material Festigkeit und die Fähigkeit, Druck standzuhalten.
Ausscheidungshärtung: Diese Methode wird auch als Aushärtung oder Ausscheidungswärmebehandlung bezeichnet und erhöht die Festigkeit einer Legierung durch das Einbringen von Verunreinigungen vor dem Erhitzen.
Beim Glühen (auch Mischkristallverfestigung genannt) werden die metallischen Bestandteile vollständig aufgelöst, so dass sie sich richtig ausscheiden können, wodurch Inconel 718 die Festigkeit erhält, die es verdient.
Bei der Ausscheidungsverfestigung verbinden sich Nickel und Niob zu Gamma-Bis (oder Ni3Nb). Extreme Hitze über 800 Grad kann zur Ausfällung der Nickelphase führen.
Daraus folgt, dass Inconel 718 bei einer Verarbeitung über 540 Grad in benutzerdefinierte Formen und Ausrichtungen bearbeitet werden kann.
Anwendungen von Inconel 718
3d Drucken
Inconel 718 wird mit der 3D-Drucktechnologie in Verbindung gebracht, da sich mit der Legierung Teile in einer Vielzahl von Branchen effektiv drucken lassen. Mehrere Studien haben den Einsatz von Superlegierungen in der additiven Fertigungsindustrie (AM) und ihre weitere Verbesserung zur Maximierung ihrer Funktionalität untersucht.
Teile für Gasturbinentriebwerke
Aufgrund ihrer effizienten Schweißbarkeit und Hitzebeständigkeit sind Superlegierungen zu einem integralen Bestandteil von Gasturbinentriebwerken geworden.
Luft- und Raumfahrt- und Flugzeugbau
Aufgrund der Festigkeit und Haltbarkeit des Materials ist Inconel 718 zu einer beliebten Komponente für Turbostrahltriebwerksteile wie Kompressorgehäuse, Scheiben und Lüfterflügel geworden. Diese Hochtemperaturlegierung wird insbesondere aufgrund der hohen Hitzebeständigkeit der Legierung auch bei der Herstellung von Raketentriebwerken verwendet. Dies ist der Hauptgrund, warum Inconel 718 in etwa der Hälfte der herkömmlichen Teile von Flugzeugtriebwerken verwendet wird.
Druckguss
Diese Inconel-Variante funktioniert gut in heißen Umgebungen und ist daher ideal für Anwendungen mit extrem hohen Temperaturen wie Metalldruckguss. Andere Nichteisenmetalle sind in der Branche beliebter, aber Inconel 718 ist robust genug, um sich selbst vor Beschädigungen zu schützen. Dadurch haben Formen bzw. Formträger aus Inconel 718 eine längere Lebensdauer und eine bessere Verformungsbeständigkeit.
