Защо Inconel е труден за обработка?
Свръхсплавта Inconel 718 е една от най-важните сплави в семейството на никелови суперсплави. Тази високотемпературна сплав се използва главно в космическата индустрия за производство на аерокосмически части и компоненти на газови двигатели. В газовите двигатели около 50% от компонентите са направени от суперсплави на базата на никел. Материалът е подходящ за съдове за термична обработка като лопатки на газови турбини, турбинни лопатки и др. Използването на Inconel 718 в космическата индустрия произтича от неговите уникални свойства, като висока устойчивост на окисление, устойчивост на корозия в корозивни среди, устойчивост на пълзене , устойчивост на термична умора при високи температури (до 923 градуса К) и ниски температури, както и неговата висока механична якост при тези условия.
Компонентите на съвременните газотурбинни двигатели, като турбинните лопатки, работят при високи температури (в диапазона 823,15–1373,15 градуса K). Това доведе до производството на компоненти с помощта на съвременни инженерни материали, включително суперсплави на базата на никел. Сред тези суперсплави Inconel 718 е най-широко използваният. За да се подобри издръжливостта на тази високотемпературна сплав, значителен брой отвори (20, 000-40, 000) са пробити в структурата на лопатките на турбината, с диаметър 0.3-5 mm и аспектно съотношение (40-600): 1 (съотношение дълбочина към диаметър). Тези отвори се идентифицират като "охлаждащи отвори", защото охлаждащата течност (газ или течност) може да тече през тях, понижавайки температурата на материала на компонента. Точността на формата на размерите и качеството на вътрешната повърхност на отвора влияят върху ефективността на процеса на охлаждане. Често се избират нетрадиционни методи за пробиване на отвори за охлаждане, като електроерозионна обработка (EDM).
Химическият състав на Inconel 718 осигурява отличните му механични свойства. Легиращи елементи като Ni и Cr издържат на корозия, окисление, карбуризация и други повреди при високи температури. Ni и Cr кристализират като гама фаза (гранецентрирана кубична). Освен това се добавят Al, Ti, Nb, Co, Cu и W за подобряване на механичната устойчивост и устойчивостта на корозия. Добавя се Nb, за да се образува втвърдената утайка (Ni3Nb, центрирана тетрагонална метастабилна фаза). Добавят се Ti и Al, за да се утаи формата на интерметално съединение (Ni3Ti, Al, прост кубичен кристал). Тези легиращи елементи се характеризират с тяхното съотношение. Ударът на " частиците е по-малък. Две фази ( ' и ") осигуряват висока якост на суперсплавта Inconel 718 (крайна якост на опън от 1,1 GPa). В допълнение, C се добавя, за да се утаи, за да се образуват MC карбиди (M=Ti или Nb). Съдържанието на С трябва да е достатъчно ниско, така че Nb и Ti да се утаяват под формата на 'и' частици.
