Kas Inconel on kallim kui titaan?
Iga mootorrataste heitgaasides kasutatav materjal on kooskõlas selle looduslike omaduste ja teadusliku sobivusega. Titaan, roostevaba teras ja Inconel on kõrge spetsifikatsiooniga materjalid, millel on ainulaadsed omadused, mis muudavad need keemilise stabiilsuse, sitkuse, kaalu ja kuumakindluse alusel kasutamiseks sobivaks.
Siin selgitame nende erinevate materjalide peamisi omadusi, kasutusalasid ja tootmismeetodeid, nii et roostevaba terase, titaani ja Inconeli erinevused on ilmsed.
titaan
See metallist element, mis on tuntud oma kõrge tugevuse ja kaalu suhte poolest, on väga funktsionaalne väikese kaaluga rakendustes, näiteks võidusõidul. Titaan on pool terasest kaalust, kuid tugevuselt samaväärne. Titaan on kallim kui teras ja alumiinium, kuid odavam kui Inconel.
Toatemperatuuril titaani, niiskuse ja hapniku vahel reaktsiooni ei toimu. Titaan ja Inconel on materjali kaitse poolest sarnased, kuna moodustavad materjalile kaitsva passiveeriva oksüdeeritud pinnakihi. Seetõttu on titaanil tugev korrosioonikindlus. Isegi vesinikkloriidhappe ja väävelhappega silmitsi seistes peab titaan vastu!
Lisaks jahtub titaan kiiresti, nii et kui seda kasutatakse mootorratta osades, näiteks heitgaasides, ei deformeeru see nii kõrge kuumuse käes.
Turul on puhas kaubanduslik titaan ja titaanisulamid. Kõige tavalisem vanaadiumi ja alumiiniumist valmistatud titaanisulam on Ti 6AI-4V. See moodustab poole ülemaailmsetest titaanisulamite rakendustest. Nendel versioonidel on suurem tugevus ja sitkus kui puhtal titaanil ning neid on lihtsam töödelda. Kaubanduslikult puhas titaan, kuigi korrosioonile väga vastupidav, on paindlikum ja plastilisem kui selle sulamist.
Töödeldud titaan
Titaanisulamid läbivad ka keerukaid kõvenemisprotsesse, mis muudab nende töötlemise keeruliseks. Puhas kaubanduslik titaan on kleepuv ja võib lõikamisel tekitada pikki laaste, mis võivad lõiketööriistu kahjustada. Seetõttu võivad tilgad tekkida ka titaani töötlemisel. Kõrgsurve jahutusvedelikuga saab aga lõikamise ajal laastud eemaldada ja seadmeid hõlpsamini liigutada, muutes selle lihtsamaks.
Titaani töötlemisel tuleks vältida lühikesi katkestusi; lõikeriistad peaksid jätkama tööd, kui nad puutuvad kokku toorainega. Liiga tugev kokkupuude tööriistaga võib põhjustada hõõrdumist, mis võib koguneda liigset kuumust ja põhjustada töö kõvenemist. Madalamad kiirused ja suuremad etteandekiirused vähendavad kuumuse kogunemist.
Titaani toorainete töötlemine nõuab masina jäika seadistust ja kindlat haaret. Miks? Titaan ja titaanisulamid on väga plastilised, lõikamisel võivad tekkida lõgistused ja tagasilöögid ning need võivad anda vähem muljetavaldava pinnaviimistluse.
keevitatud titaan
Titaani ja titaanisulamite keevitamine on lihtne. Samad keevitusmeetodid, mida kasutatakse roostevaba terase puhul, kehtivad ka titaani puhul.
Kuid siin on puhtus ja inertgaasi kaitse üliolulised. Õhusaaste võib põhjustada probleeme titaani keevitamisel.
Titaani kasutusalad
Lennundus- ja autotööstus kasutab titaani muljetavaldava tugevuse ja kaalu suhte tõttu. 50% kosmosetehnikas kasutatavatest sulamitest on Ti 6AI-4V. Mootorrataste heitgaasides kasutatakse titaani, kuna see on kerge, talub hästi kuumust ja on kena värviga.
Titaan sobib:
mereväe laev
Spordivarustus
Meditsiinitööstus
telik
raketid jne.
Inconel
Kvaliteetsete nikli-kroomisulamite kaubanimi on Inconel. See materjal talub ka sulamitüüpi kõrgeid temperatuure (kuni 2,000 kraadi F) ilma tugevuse kadumiseta. See materjal sobib väga hästi ka madalatel temperatuuridel.
Inconeli mehaanilised omadused toatemperatuuril on suurepärased. Nii et teate, Inconel grade 725 tõmbetugevus on umbes 180 ksi; see on kaks korda suurem kui konstruktsiooniteras. Teised sulamid, nagu Inconel 718, on karastatud, et taluda sademeid, muutes need tugevamaks. Korrosioon ja selle sugulased: korrosioon, oksüdatsioon, korrosioonipraod ja pragude korrosioon ei mõjuta Inconeli.
Inconeli suurepärased omadused vastavad nõudlike rakenduste vajadustele. Sellised materjalid nagu Inconel on aga kallimad kui titaan, roostevaba teras ja alumiinium.
Inconeli töötlemine
Selle suure tugevuse tõttu on töötlemine keeruline. Inconel on nii kõva, et lõikeriistad võivad töötlemisel kahjustuda ning materjal võib väänduda ja painduda.
Inconeli kastmine lahusesse vähendab materjali kõvadust ja hoiab ära lõikeriista kulumise. Inconeli töötlemiseks on soovitatav kasutada keraamilisi tööriistu, kuna need võimaldavad kiireid ja katkematuid lõikeid, muutes töövoo paremini juhitavaks. Nokkimist tuleks vältida, kuna see võib muuta töö keeruliseks.
Inconeli keevitamine
Inconeli ei ole pragude tõttu lihtne keevitada. Kuid Inconeli sulameid saab keevitada nagu Inconeli 625 - sulamit, mida on lihtne kiiresti täita ja mida tavaliselt keevitatakse volframi inertgaasiga (TIG). See keevitustehnika ei vaja tavaliselt täiteainet, kuid sobib hästi Inconeli ühendamiseks. Sellepärast on see soovitatav.
Inconeli kasutusalad
Inconel on valitud materjal, kui karmid temperatuurid ja korrosioon on probleemiks, eriti kui teised metallid ei ole vastupidavad kõrgete temperatuuride põhjustatud oksüdatsioonile ja deformatsioonile.
Inconel on suurepärase kõrge temperatuuri- ja kemikaalitaluvusega ning seda kasutatakse võidusõiduautode, turbiinide, reaktiivmootorite heitgaasisüsteemides ning nafta- ja gaasitööstuses, lennunduses ja merenduses, kus on vaja raskete masinate komponente.
