Ist Inconel teurer als Edelstahl?
Bei der Herstellung eines neuen Teils ist die Frage, welches Metall verwendet werden soll, eine wichtige Frage. Während die Wahl einfach ist, beispielsweise die Wahl von einfachem Kohlenstoffstahl, weil dieser billiger ist, gibt es für andere Anwendungen möglicherweise keine so eindeutige Antwort. Bei der Entscheidung über die zu verwendenden Materialien und die Art der Herstellung des Teils müssen mehrere Fragen beantwortet werden:
1. Welche Bedingungen gelten für diesen Teil?
2. Welche Leistung benötige ich?
3. Wie hoch ist der Preis für dieses Teil, das ich benötige?
Wenn für ein Teil höchste Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen erforderlich sind, ist Inconel die beste Wahl. Andererseits eignen sich Edelstahllegierungen möglicherweise besser für Komponenten, die zur Handhabung medizinischer Hilfsgüter verwendet werden. Der Rest dieses Artikels dokumentiert, für welche anderen Anwendungen diese beiden Metalle verwendet werden können.
Inconel
Inconel ist eine Klasse von Superlegierungen auf Nickel-Chrom-Basis mit hoher Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Hochtemperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit. Inconel ist aufgrund zweier Faktoren in der Lage, hohen Temperaturen und extrem korrosiven Umgebungen standzuhalten.
Zunächst entsteht die intermetallische Verbindung Ni3Nb in der Gamma-Bis(ɣ'')-Phase. Diese intermetallische Phase fungiert als „Kleber“ an den Korngrenzen. Dieser „Kleber“ verhindert, dass die Körner größer werden, wenn sie auf hohe Temperaturen erhitzt werden (in den meisten Fällen bedeuten kleinere Körner eine größere Festigkeit, während größere Körner eine größere Duktilität bedeuten). Zweitens ist Inconel aufgrund der beim Erhitzen gebildeten Passivierungsschicht sehr korrosionsbeständig. Diese beiden Faktoren machen Inconel zu einer idealen Legierung für Anwendungen, die von Heißgasturbinen bis hin zu Tiefseebohrungen reichen. Was sind also die Nachteile dieser Legierungen? Sie sind teuer, schwer zu verarbeiten und schwierig zu verarbeiten.
Edelstahl
Edelstahl zeichnet sich durch einen Chromgehalt von mehr als 10,5 Gew.-% aus. Es gibt fünf Kategorien von Edelstahl:
Austenit
Ferrit
Martensit
Duplex
Ausscheidungshärtung
Diese rostfreien Stähle sind nach der in diesen Legierungen gebildeten Mikrostruktur benannt. Duplex-Edelstähle sind eine Mischung aus austenitischen und ferritischen Mikrostrukturen, und die Ausscheidungshärtung bedeutet, dass sich Ausscheidungen bilden können, die die Festigkeit dieser Art von Edelstahl erhöhen. Die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl hängen von diesen Mikrostrukturen ab. Austenitische Edelstähle sind beispielsweise die duktilste Edelstahlkategorie, aber auch die korrosionsbeständigste. Andererseits weist der Martensittyp im Allgemeinen eine höhere Festigkeit, aber eine geringere Korrosionsbeständigkeit auf. Austenitischer rostfreier Stahl weist im Vergleich zur kleineren Drehbankstruktur in martensitischem rostfreiem Stahl eine größere gleichachsige Kornstruktur auf, was ihm diese Eigenschaften verleiht.
Alle Edelstähle haben eine höhere Korrosionsbeständigkeit als herkömmlicher Stahl und werden in allen Bereichen eingesetzt, von Küchengeräten und Bauanwendungen bis hin zu biomedizinischen und Lebensmittelzubereitungsanwendungen.
Inconel vs. Edelstahl: Was ist der Unterschied?
Zum einen ist Inconel deutlich teurer als Edelstahllegierungen. Inconel weist außerdem eine bessere Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit bei hohen Temperaturen auf. Allerdings sind Stähle wie 17-4PH-Edelstahl bei niedrigeren Temperaturen fester als Inconel. Bei der Wahl zwischen zwei verschiedenen Legierungen sind vor allem Kosten, Temperatur und Festigkeit ausschlaggebend. Wenn eine kostengünstigere, aber relativ stabile Komponente benötigt wird, ist Edelstahl möglicherweise die beste Wahl. Wenn luftkritische Komponenten hohe Temperaturen erfordern, ist Inconel eine bessere Legierung für die Anwendung.
