Millised on Inconel 718 puudused?
Inconel 718 on suure jõudlusega nikkel-raud-kroom põhinev supersulam, mille Inconel's Eiselstein töötas 1950. aastate lõpus välja kasutamiseks gaasiturbiinmootorites. See annab olulise panuse täiustatud gaasiturbiinmootorite nõuete täitmisesse. Seda kasutatakse laialdaselt kosmosetööstuses selle hea keevitatavuse ja paremate mehaaniliste omaduste tõttu kui teised supersulamiklassid. Inconel 718 sulami kõrge termiline tugevus saavutatakse peamiselt põhi-[Ni3Ti, Ni3Al)] ja topelt-[Ni3Nb] faaside sadestamisel. General Electric kasutab Boeing 787 CF6 mootoris 34 protsenti Inconel 718 sulamit, mida kasutatakse kosmosemootori komponentide valmistamiseks. Seda kasutatakse rakettide ja gaasiturbiinide kuumades osades, nagu labad, kettad ja korpused kompressorite ja ketaste kõrgsurvepiirkondades, samuti mõned labad turbiini osades, millel on kõrgel temperatuuril tugevus, suurepärased roomamis- ja pingerebenemisomadused. . , peamised nõuded on hea kuumakorrosioonikindlus ja oksüdatsioonikindlus. See hõlmab kahte tugevdamise meetodit: tahke lahuse tugevdamine (Fe, Cr, Mo, Nb aatomid asendavad Ni maatriksis) ja sademete tugevdamine ′ ja ″. Temperatuuril 650 kraadi lähedal moodustab Nb Ni-ga ″ faasi (Ni3Nb), pakkudes suurepäraseid mehaanilisi omadusi väga kõrgetel temperatuuridel.
Tööstuslike gaasiturbiinmootorite efektiivsuse, välitöövõime pidevaks parandamiseks ja hoolduse vähendamiseks on vajalik Inconel 718 sulami laialdane kasutamine. Need taluvad pikema aja jooksul suuremaid pingeid kõrgetel temperatuuridel kuni 650 kraadi, mis näitab nende teostatavust täiustatud gaasiturbiinmootorite tehnoloogias. Pärast 1950. aastat algas reaktiivmootorite ja rakettide ajastu ning sellel oli oluline roll suure tõukejõuga mootorite väljatöötamisel. Ilma niklipõhiste supersulamiteta lendaksid lennukid väiksema võimsusega ja aeglasema kiirusega. Kõige tõhusam viis aeromootori tõukejõu kiirendamiseks on selle töötemperatuuri tõstmine. Seda piirab kosmosemootorite komponentides kasutatavate metallide kõrge temperatuuritaluvus. See peab olema kõvem ja vastupidav korrosioonile, oksüdatsioonile ja deformatsioonile kõrgetel temperatuuridel. Enamikul materjalidel on kiire roomamine temperatuuril 30-40% nende sulamistemperatuurist. Näiteks titaanisulamid hiilivad kiiresti üle 360 kraadi. Supersulamil Inconel 718 on suurepärane roomamiskindlus ja seetõttu saab seda kasutada temperatuuril kuni 860 kraadi, mis on 70% kõrgem selle sulamistemperatuurist (Tm=1430 kraadi). Viimase kahe aastakümne jooksul on gaasiturbiinmootori tõukejõud kasvanud 60 protsenti, samas kui kütusekulu on vähenenud 20 protsenti. See laiendab supersulamite tööpiire 1300 kraadini, aidates kaasa võimsatele reaktiivmootoritele.
Keevitamine on kosmosetööstuses lennukimootori komponentide valmistamisel suure tähtsusega. Äärmuslik konkurents lennunduse ja kosmoseturul sunnib tootjaid muutma oma tootmisprotsesse, kujundades seeläbi ümber suuri konstruktsiooni- ja mehaanilisi komponente, et vältida kulukaid valu- ja töötlemisprotsesse ning sellele järgnevat transporti tarnijalt tootjale. Konstruktsioonikomponentide projekteerimise ja valmistamise täiustamine on aluskonstruktsioonide valmistamine ja nende ühendamine sobivate täiustatud keevitusprotsesside abil. Lisaks on õhusõidukite mootorikomponentide keevisõmbluste parandamine muutumas üha olulisemaks mootori tööea pikendamise ja komponentide asendamisega seotud kulude vähendamise vahendina. Gaasvolframkaare keevitamise (GTAW) protsessi kasutatakse spetsiaalselt Inconel 718 sulami keevitamiseks, kuna see tagab puhtad, täpsed ja kvaliteetsed liited. See on odav, sõbraliku töökojakeskkonnaga ja sobib paremini kohapealseks keevitamiseks. Sellel on aga ka mõned puudused, nagu suur soojussisend ja väiksem keevisõmbluse läbitungimine laiema kaarekolonni tõttu, mille tagajärjeks on kinnijäänud kaitsegaasi poorsus, moonutused ja aeglasem keevituskiirus. Lisaks raskendab õhukeste plaatide keevitamine heade defektideta liitekohtade moodustamist. Inconel 718 sulam on vastuvõtlik mitmetele metallurgilistele probleemidele sulakeevitamise ajal, eriti nioobiumi segregatsioonile ja jämedama võrgustiku Lavesi faasi tekkele fusioonitsoonis (FZ). See halvendab oluliselt keevisliidete mehaanilisi omadusi. Lisaks võib nioobiumirikka faasi vedeldamine kuumusest mõjutatud tsoonis (HAZ) põhjustada mikropragude probleeme. Inconel 718 sulami loid keevismetall ei voola ega märjaks nagu süsinikterasest ja roostevabast terasest keevismetall. Seetõttu tekivad erinevad keevitusvead, nagu poorid, tahkumispraod jne.
