Je li Inconel tvrđi od titana?
Inconel
Inconel je trgovački naziv niza nikal-krom visokotemperaturnih legura koje proizvodi Specialty Metals. Izuzetno je otporan na ekstremne temperature i može izdržati približno 2,000 stupnja F (ovisno o leguri) bez gubitka čvrstoće. Također se dobro ponaša na niskim temperaturama.
Osim svojstava pri ekstremnim temperaturama, Inconel ima izvrsna mehanička svojstva na sobnoj temperaturi. Na primjer, Inconel 725 ima vlačnu čvrstoću do 180 ksi, što je dvostruko više od čvrstoće konstrukcijskog čelika. Neke Inconel legure, kao što je Inconel 718, očvrsnule su precipitacijom, što dodatno povećava njihovu čvrstoću. Inconel je također vrlo otporan na koroziju, uključujući oksidaciju, rupičastu koroziju, pukotinsku koroziju i korozijsko pucanje.
Svojstva inconela čine ga vrijednim metalom za upotrebu u najzahtjevnijim uvjetima. Međutim, poput većine superlegura, mnogo je skuplji od uobičajenih metala kao što su čelik, aluminij i titan.
Obrada inconela
Čvrstoća Inconela čini ga vrijednim materijalom za upotrebu u ekstremnim uvjetima, ali također otežava strojnu obradu. Vrlo je tvrd i sklon otvrdnjavanju tijekom strojne obrade, što može oštetiti alate za rezanje i deformirati obradak.
Inconel za ublažavanje naprezanja putem tretmana otopinom prije strojne obrade pomaže smanjiti tvrdoću površine i ograničiti otvrdnjavanje, čime se smanjuje naprezanje i trošenje alata. Keramički alati za rezanje se preporučuju zbog njihove sposobnosti da rade brze, kontinuirane rezove koji minimaliziraju otvrdnjavanje. Također je važno izbjegavati kljucanje, koje povećava otpornost na rad.
Zavarivanje Inconela
Većina Inconel legura je teška za zavarivanje jer zavarivanje lako puca. Međutim, neke Inconel legure dizajnirane su za zavarivanje. Oni su obično zavareni TIG (inertnim plinom od volframa) i koriste Inconel 625 (legura Inconel koja se najlakše zavariva) kao dodatni metal. Dok TIG zavarivanje obično ne zahtijeva punilo, preporučuje se za Inconel zavarivanje jer je vrlo teško spojiti dva dijela bez pucanja.
Inconel aplikacije
Zbog svoje visoke otpornosti na kemikalije i visoke temperature, Inconel je vrlo prikladan za različite primjene u zrakoplovstvu, nafti i plinu te u pomorstvu. Neki uobičajeni slučajevi upotrebe Inconela uključuju:
Ispuh mlaznog motora.
Turbina.
Priključak ispušne cijevi.
Hrpa baklji.
Prirodni plinovod.
Lopatice brodskog propelera.
Spojni elementi za zrakoplovstvo i brodarstvo.
Dijelovi teških strojeva.
Inconel je idealan materijal kada su potrebne ekstremne temperature i otpornost na koroziju, posebno kada bi visoke temperature smanjile čvrstoću i otpornost na oksidaciju drugih metala.
titanijum
Titan je elementarni metal s iznimno visokim omjerom čvrstoće i težine, što ga čini korisnim za primjene kao što su konstrukcijske komponente zrakoplovstva gdje je smanjenje težine kritično. Titan je otprilike jednako čvrst kao čelik, ali samo upola lakši. Međutim, ta svojstva dolaze s višom cijenom od uobičajenih metala poput aluminija i čelika, iako je općenito mnogo jeftiniji od Inconela.
Titan ne reagira s kisikom i vodom na sobnoj temperaturi. Kao i Inconel, titan formira pasivirajući oksidni sloj na svojoj površini kako bi zaštitio materijal. Zbog toga je titan izuzetno otporan na koroziju, čak i na jake kiseline kao što su sumporna i klorovodična kiselina. Osim toga, titan je biokompatibilan i netoksičan, što mu omogućuje upotrebu u mnogim medicinskim primjenama.
Titan je dostupan u dvije vrste: komercijalni čisti titan i legura titana. Najčešća legura je Ti 6Al-4V, koja je legirana s aluminijem i vanadijem i čini oko polovicu ukupnog titana koji se koristi u cijelom svijetu. Ova i druge legure titana dizajnirane su da budu tvrđe, jače i/ili lakše obradive od čistog titana. Komercijalno čisti (CP) titan je mekši i rastegljiviji od legura titana, ali njegova otpornost na koroziju je izvanredna.
Obrada titana
Svojstva koja titan čine tako korisnim metalom također otežavaju strojnu obradu. Kao i Inconel, titan je osjetljiv na otvrdnjavanje. CP titan je također vrlo ljepljiv kada se strojno obrađuje, stvarajući dugačke, kontinuirane strugotine koje smetaju alatima za rezanje. Ovo ga svojstvo također čini podložnim habanju. To se može smanjiti korištenjem velike količine visokotlačnog rashladnog sredstva za što brže uklanjanje strugotine i održavanje utora alata čistima.
Prilikom obrade legura titana izbjegavajte isprekidane rezove i uvijek držite alat u pokretu kada je u kontaktu s izratkom. Prekomjerni kontakt može uzrokovati trenje alata, stvoriti prekomjernu toplinu i dovesti do otvrdnuća. Obrada pri nižim brzinama i većim posmacima može značajno smanjiti stvaranje topline.
Dok je Inconel vrlo tvrd i krut, titan je fleksibilniji, tako da izradak zahtijeva snažan zahvat i najjače moguće postavljanje stroja. Titan i njegove legure su vrlo elastični, što može uzrokovati oprugu i tresenje tijekom strojne obrade i može rezultirati lošom završnom obradom površine.
zavareni titan
Titan i njegove legure lako se zavaruju. Tehnike i oprema za zavarivanje titana slične su onima koje se koriste za zavarivanje drugih metala s visokim specifikacijama, poput nehrđajućeg čelika ili legura na bazi nikla. Međutim, titan zahtijeva veću pozornost na čistoću i zaštitu od inertnog plina nego drugi metali. Onečišćenje zraka može uništiti titanske zavare.
Primjene titana
Mehanička svojstva titana, posebice njegov omjer čvrstoće i težine, vrlo su korisna u zrakoplovnoj i automobilskoj industriji. Ti 6AL-4V čini gotovo polovicu svih legura korištenih u zrakoplovstvu. Također se često koristi u medicinskoj industriji zbog svoje izvrsne otpornosti na koroziju i biokompatibilnosti.
Neke uobičajene upotrebe titana uključuju:
Motor i okvir zrakoplova.
Oklop.
Brod mornarice.
svemirska letjelica.
raketa.
oprema za slijetanje.
ispušne cijevi.
Umjetni zglobovi.
Hardver koji se koristi za fiksiranje ili popravak kostiju.
Medicinski uređaji za ugradnju.
Sportska oprema.
