Aké sú nevýhody Inconel 718?
Inconel 718 je vysokovýkonná superzliatina na báze niklu, železa a chrómu pôvodne vyvinutá spoločnosťou Inconel's Eiselstein koncom 50. rokov minulého storočia na použitie v motoroch s plynovou turbínou. Významne prispieva k splneniu požiadaviek moderných motorov s plynovou turbínou. Je široko používaný v leteckom a kozmickom priemysle vďaka svojej dobrej zvárateľnosti a vynikajúcim mechanickým vlastnostiam ako iné druhy superzliatin. Vysoká tepelná pevnosť zliatiny Inconel 718 sa dosahuje hlavne precipitáciou primárnej fázy [Ni3Ti, Ni3Al)] a dvojitej základnej fázy [Ni3Nb]. General Electric používa 34 percent zliatiny Inconel 718 v motore CF6 Boeingu 787, ktorý sa používa na výrobu komponentov leteckých motorov. Používa sa v horúcich častiach rakiet a plynových turbín, ako sú lopatky, disky a plášte vo vysokotlakových oblastiach kompresorov a diskov, ako aj niektoré lopatky v častiach turbín s pevnosťou pri vysokých teplotách, vynikajúcimi vlastnosťami pri tečení a pretrhnutí pod napätím. . Hlavnými požiadavkami sú dobrá odolnosť proti korózii za tepla a odolnosť proti oxidácii. Zahŕňa dve metódy spevnenia: spevnenie v tuhom roztoku (atómy Fe, Cr, Mo, Nb nahradia Ni v matrici Ni) a precipitačné spevnenie ′ a ″ precipitátov. Pri teplote blízkej 650 stupňom sa Nb spája s Ni vytvára ″ fázu (Ni3Nb), čo poskytuje vynikajúce mechanické vlastnosti pri veľmi vysokých teplotách.
Aby sa neustále zlepšovala účinnosť, výkon v teréne a znižovali sa nároky na údržbu priemyselných motorov s plynovou turbínou, je potrebná široká aplikácia zliatiny Inconel 718. Dokážu odolať väčšiemu namáhaniu pri vysokých teplotách až do 650 stupňov po dlhšiu dobu, čo demonštruje ich realizovateľnosť na použitie v pokročilej technológii motorov s plynovou turbínou. Po roku 1950 sa začala doba prúdových motorov a rakiet, ktorá zohrala dôležitú úlohu vo vývoji vysokoťahových motorov. Bez superzliatin na báze niklu by lietadlá lietali s menším výkonom a nižšou rýchlosťou. Najúčinnejším spôsobom zrýchlenia ťahu leteckého motora je zvýšenie jeho prevádzkovej teploty. Je obmedzená vysokou tepelnou odolnosťou kovov používaných na komponenty leteckých motorov. Musí byť tvrdší a odolný voči korózii, oxidácii a deformácii pri vysokých teplotách. Väčšina materiálov má zrýchlené tečenie pri teplotách 30-40 % ich bodu topenia. Napríklad zliatiny titánu sa rýchlo posúvajú nad 360 stupňov. Superzliatina Inconel 718 má vynikajúcu odolnosť proti tečeniu, a preto sa dá použiť pri teplotách do 860 stupňa, čo je o 70 % viac ako jej bod topenia (Tm=1430 stupeň ). Za posledné dve desaťročia vzrástol pohon motora s plynovou turbínou o 60 percent, zatiaľ čo spotreba paliva klesla o 20 percent. Rozširuje prevádzkové limity superzliatin na 1300 stupňov, čím prispieva k výkonným prúdovým motorom.
Zváranie má veľký význam v leteckom priemysle pri výrobe komponentov leteckých motorov. Extrémna konkurencia na leteckom a kozmickom trhu núti výrobcov modifikovať svoje výrobné procesy, a tým prerábať veľké konštrukčné a mechanické komponenty, aby sa vyhli nákladným procesom odlievania a obrábania a následnej preprave od dodávateľa k výrobcovi. Zlepšením v konštrukcii a výrobe konštrukčných komponentov je výroba spodných konštrukcií a ich spájanie pomocou vhodných pokrokových zváracích procesov. Okrem toho sa čoraz dôležitejšie stáva oprava komponentov leteckých motorov zváraním ako prostriedok na predĺženie životnosti motora a zníženie nákladov spojených s výmenou komponentov. Proces zvárania plynovým volfrámovým oblúkom (GTAW) sa špeciálne používa na zváranie zliatiny Inconel 718, pretože poskytuje čisté, presné a vysokokvalitné spoje. Je lacný, má priateľské dielenské prostredie a je vhodnejší pre zváracie operácie na mieste. Má však aj niektoré nevýhody, ako je vysoký prívod tepla a nižšia penetrácia zvaru v dôsledku širšieho stĺpca oblúka, čo má za následok pórovitosť zo zachyteného ochranného plynu, deformáciu a nižšiu rýchlosť zvárania. Okrem toho zváranie tenkých plechov sťažuje vytváranie dobrých spojov bez defektov. Zliatina Inconel 718 je citlivá na množstvo metalurgických problémov počas tavného zvárania, najmä na segregáciu nióbu a vývoj hrubšej siete Lavesovej fázy v zóne tavenia (FZ). Výrazne zhoršuje mechanické vlastnosti zvarových spojov. Okrem toho môže skvapalnenie fázy bohatej na niób v tepelne ovplyvnenej zóne (HAZ) viesť k problémom s mikrotrhlinkami. Pomalý zvarový kov zliatiny Inconel 718 nekrváca ani nezmáča ako zvarový kov uhlíkovej ocele a nehrdzavejúcej ocele. Preto sa budú vyskytovať rôzne chyby zvárania, ako sú póry, praskliny pri tuhnutí atď.
