Welche Nachteile hat Inconel 718?
Inconel 718 ist eine Hochleistungs-Superlegierung auf Nickel-Eisen-Chrom-Basis, die ursprünglich Ende der 1950er Jahre von Inconel's Eiselstein für den Einsatz in Gasturbinentriebwerken entwickelt wurde. Es leistet einen wesentlichen Beitrag zur Erfüllung der Anforderungen moderner Gasturbinentriebwerke. Aufgrund seiner guten Schweißbarkeit und überlegenen mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu anderen Superlegierungssorten wird es häufig in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Die hohe thermische Festigkeit der Inconel 718-Legierung wird hauptsächlich durch die Ausscheidung von Primär-[Ni3Ti, Ni3Al)]- und Biprime-[Ni3Nb]-Phasen erreicht. General Electric verwendet 34 Prozent Inconel 718-Legierung im CF6-Triebwerk der Boeing 787, das zur Herstellung von Triebwerkskomponenten für die Luft- und Raumfahrt verwendet wird. Es wird in heißen Teilen von Raketen und Gasturbinen eingesetzt, etwa in Schaufeln, Scheiben und Gehäusen in den Hochdruckbereichen von Kompressoren und Scheiben, sowie in einigen Schaufeln in Turbinenteilen mit hoher Temperaturfestigkeit, hervorragenden Kriech- und Spannungsbrucheigenschaften . , gute Heißkorrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit sind die Hauptanforderungen. Dabei handelt es sich um zwei Verfestigungsmethoden: die Festlösungsverfestigung (Fe-, Cr-, Mo- und Nb-Atome ersetzen Ni in der Ni-Matrix) und die Ausfällungsverfestigung von ′- und ″-Ausfällungen. Bei einer Temperatur nahe 650 Grad verbindet sich Nb mit Ni und bildet die ″-Phase (Ni3Nb), die bei sehr hohen Temperaturen hervorragende mechanische Eigenschaften bietet.
Kontinuierliche Verbesserungen der Effizienz, der Feldleistung und der geringeren Wartung von Industriegasturbinentriebwerken erfordern eine weit verbreitete Anwendung der Inconel 718-Legierung. Sie können größeren Belastungen bei hohen Temperaturen von bis zu 650 Grad über längere Zeiträume standhalten und beweisen damit ihre Eignung für den Einsatz in der fortschrittlichen Gasturbinentriebwerkstechnologie. Nach 1950 begann das Zeitalter der Strahltriebwerke und Raketen, das eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Triebwerken mit hohem Schub spielte. Ohne Superlegierungen auf Nickelbasis würden Flugzeuge mit weniger Leistung und langsameren Geschwindigkeiten fliegen. Der effektivste Weg, den Schub eines Flugtriebwerks zu beschleunigen, besteht darin, seine Betriebstemperatur zu erhöhen. Sie wird durch die hohe Temperaturbeständigkeit der in Flugzeugtriebwerkskomponenten verwendeten Metalle begrenzt. Es muss härter und beständig gegen Korrosion, Oxidation und Verformung bei hohen Temperaturen sein. Bei den meisten Materialien kommt es bei Temperaturen von 30-40 % ihres Schmelzpunkts zu beschleunigtem Kriechen. Beispielsweise kriechen Titanlegierungen oberhalb von 360 Grad schnell. Die Superlegierung Inconel 718 verfügt über eine ausgezeichnete Kriechfestigkeit und kann daher bei Temperaturen bis zu 860 Grad verwendet werden, was 70 % über ihrem Schmelzpunkt (Tm=1430 Grad) liegt. In den letzten zwei Jahrzehnten ist der Antrieb von Gasturbinen um 60 Prozent gestiegen, während der Treibstoffverbrauch um 20 Prozent gesunken ist. Es erweitert die Betriebsgrenzen von Superlegierungen auf 1300 Grad und trägt so zu leistungsstarken Strahltriebwerken bei.
