Je Inconel tvrdší ako titán?
Inconel
Inconel je obchodný názov série niklovo-chrómových vysokoteplotných zliatin vyrábaných spoločnosťou Specialty Metals. Je extrémne odolný voči extrémnym teplotám a vydrží približne 2,000 stupeň F (v závislosti od zliatiny) bez straty pevnosti. Funguje dobre aj pri nízkych teplotách.
Okrem extrémnych teplotných vlastností má Inconel výborné mechanické vlastnosti pri izbovej teplote. Napríklad Inconel 725 má pevnosť v ťahu až 180 ksi, čo je dvojnásobok pevnosti konštrukčnej ocele. Niektoré zliatiny Inconel, ako napríklad Inconel 718, sú vytvrdené precipitáciou, čo ďalej zvyšuje ich pevnosť. Inconel je tiež vysoko odolný voči korózii, vrátane oxidácie, jamkovej korózie, štrbinovej korózie a korózneho praskania.
Vlastnosti Inconel z neho robia cenný kov pre použitie v tých najnáročnejších podmienkach. Ako väčšina superzliatin je však oveľa drahšia ako bežné kovy ako oceľ, hliník a titán.
Obrábanie Inconel
Sila Inconelu z neho robí cenný materiál na použitie v extrémnych podmienkach, no zároveň sťažuje jeho opracovanie. Je veľmi tvrdý a náchylný na pracovné spevnenie počas obrábania, ktoré môže poškodiť rezné nástroje a deformovať obrobok.
Inconel odstraňujúci napätie prostredníctvom predopracovacieho riešenia pomáha znižovať tvrdosť povrchu a obmedzovať vytvrdzovanie, čím sa znižuje namáhanie a opotrebovanie nástroja. Keramické rezné nástroje sa odporúčajú kvôli ich schopnosti robiť rýchle, súvislé rezy, ktoré minimalizujú pracovné spevnenie. Je tiež dôležité vyhnúť sa klovaniu, ktoré zvyšuje tvrdosť práce.
Zváracie Inconel
Väčšina zliatin Inconel sa ťažko zvára, pretože zvary sa ľahko zlomia. Niektoré zliatiny Inconel sú však navrhnuté tak, aby sa dali zvárať. Tieto sú zvyčajne zvárané TIG (volfrámový inertný plyn) a ako prídavný kov sa používa Inconel 625 (najľahšie zvárateľná zliatina Inconel). Zatiaľ čo zváranie TIG zvyčajne nevyžaduje plnivo, odporúča sa pre zváranie Inconel, pretože je veľmi ťažké spojiť dve časti bez prasknutia.
Aplikácie Inconel
Vďaka svojej vysokej chemickej odolnosti a odolnosti voči vysokým teplotám je Inconel vhodný pre rôzne letecké, ropné a plynárenské a námorné aplikácie. Niektoré bežné prípady použitia Inconel zahŕňajú:
Výfuk prúdového motora.
Turbína.
Konektor výfukového potrubia.
Hromada svetlíc.
Potrubie zemného plynu.
Lopatky námornej vrtule.
Spojovacie prvky pre letecký a námorný priemysel.
Časti ťažkých strojov.
Inconel je ideálny materiál, keď sa vyžadujú extrémne teploty a odolnosť proti korózii, najmä ak by vysoké teploty znížili pevnosť a odolnosť iných kovov voči oxidácii.
titán
Titán je elementárny kov s extrémne vysokým pomerom pevnosti k hmotnosti, vďaka čomu je užitočný pre aplikácie, ako sú konštrukčné komponenty v letectve, kde je kritické zníženie hmotnosti. Titán je približne taký pevný ako oceľ, no má len polovičnú hmotnosť. Tieto vlastnosti však prichádzajú s vyššou cenou ako bežnejšie kovy, ako je hliník a oceľ, hoci sú vo všeobecnosti oveľa lacnejšie ako Inconel.
Titán nereaguje s kyslíkom a vodou pri teplote okolia. Podobne ako Inconel, aj titán vytvára na svojom povrchu pasivujúcu vrstvu oxidu, ktorá chráni materiál. Vďaka tomu je titán extrémne odolný voči korózii, dokonca odolný voči silným kyselinám, ako je kyselina sírová a chlorovodíková. Okrem toho je titán biokompatibilný a netoxický, čo umožňuje jeho použitie v mnohých medicínskych aplikáciách.
Titán je dostupný v dvoch stupňoch: komerčný čistý titán a zliatinový titán. Najbežnejšou zliatinou je Ti 6Al-4V, ktorá je legovaná hliníkom a vanádom a predstavuje približne polovicu celkového množstva titánu používaného na celom svete. Táto a ďalšie zliatiny titánu sú navrhnuté tak, aby boli tvrdšie, pevnejšie a/alebo ľahšie opracovateľné ako čistý titán. Komerčne čistý (CP) titán je mäkší a ťažnejší ako zliatiny titánu, ale jeho odolnosť proti korózii je vynikajúca.
Spracovanie titánu
Vlastnosti, ktoré robia titán takým užitočným kovom, tiež sťažujú jeho opracovanie. Rovnako ako Inconel, aj titán je náchylný na mechanické spevnenie. CP titán je pri obrábaní tiež veľmi lepkavý a vytvára dlhé, súvislé triesky, ktoré prekážajú rezným nástrojom. Táto vlastnosť ho tiež robí náchylným na opotrebovanie. To možno znížiť použitím veľkého množstva vysokotlakového chladiaceho média na čo najrýchlejšie odstránenie triesok a udržanie čistých drážok nástroja.
Pri obrábaní zliatin titánu sa vyhýbajte prerušovaným rezom a pri kontakte s obrobkom udržujte nástroj vždy v pohybe. Nadmerný kontakt môže spôsobiť trenie nástroja, vytvárať nadmerné teplo a viesť k mechanickému spevneniu. Obrábanie pri nižších rýchlostiach a vyšších rýchlostiach posuvu môže výrazne znížiť tvorbu tepla.
Kým Inconel je veľmi tvrdý a tuhý, titán je pružnejší, takže obrobok vyžaduje silné uchopenie a čo najpevnejšie nastavenie stroja. Titán a jeho zliatiny sú veľmi elastické, čo môže počas obrábania spôsobiť pruženie a chvenie, čo môže mať za následok zlú povrchovú úpravu.
zváraný titán
Titán a jeho zliatiny sa ľahko zvárajú. Techniky a zariadenia na zváranie titánu sú podobné tým, ktoré sa používajú na zváranie iných vysokokvalitných kovov, ako je nehrdzavejúca oceľ alebo zliatiny na báze niklu. Titán si však vyžaduje väčšiu pozornosť na čistotu a ochranu inertným plynom ako iné kovy. Znečistenie ovzdušia môže zničiť titánové zvary.
Aplikácie titánu
Mechanické vlastnosti titánu, najmä jeho pomer pevnosti a hmotnosti, sú veľmi užitočné v leteckom a automobilovom priemysle. Ti 6AL-4V predstavuje takmer polovicu všetkých zliatin používaných v leteckom priemysle. Bežne sa používa aj v lekárskom priemysle vďaka svojej vynikajúcej odolnosti proti korózii a biokompatibilite.
Niektoré bežné použitia titánu zahŕňajú:
Letecký motor a rám.
Pancierovanie.
Námorná loď.
kozmická loď.
raketa.
podvozok.
výfukové potrubie.
Umelé kĺby.
Hardvér používaný na opravu alebo opravu kostí.
Implantovateľné zdravotnícke pomôcky.
Športové vybavenie.
