Wat is beter dan Inconel?
Bij het maken van een nieuw onderdeel is een belangrijke vraag welk metaal je moet gebruiken. Hoewel de keuze gemakkelijk is, zoals het kiezen van gewoon koolstofstaal omdat het goedkoper is, hebben andere toepassingen misschien niet zo'n duidelijk antwoord. Bij het beslissen over de te gebruiken materialen en de productiemethode van het onderdeel moeten verschillende vragen worden beantwoord:
1. Wat zijn de voorwaarden voor dit onderdeel?
2. Welke stroom heb ik nodig?
3. Wat is de prijs van dit onderdeel dat ik nodig heb?
Als een onderdeel superieure sterkte en corrosiebestendigheid bij hoge temperaturen vereist, dan is Inconel de beste keuze. Aan de andere kant kunnen componenten die worden gebruikt voor het hanteren van medische benodigdheden beter geschikt zijn voor roestvrijstalen legeringen. In de rest van dit artikel wordt gedocumenteerd voor welke andere toepassingen deze twee metalen kunnen worden gebruikt.
Inconel
Inconel is een klasse superlegeringen op nikkel-chroombasis met hoge corrosieweerstand, oxidatieweerstand, hoge temperatuursterkte en kruipweerstand. Inconel is vanwege twee factoren bestand tegen hoge temperaturen en extreem corrosieve omgevingen.
Eerst wordt de intermetallische verbinding Ni3Nb gevormd in de gamma bis(ɣ'') fase. Deze intermetallische fase fungeert als de "lijm" op de korrelgrenzen. Deze "lijm" voorkomt dat de korrels groter worden bij verhitting tot hoge temperaturen (in de meeste gevallen betekenen kleinere korrels een grotere sterkte, grotere korrels een grotere ductiliteit). Ten tweede is Inconel zeer goed bestand tegen corrosie vanwege de passivatielaag die ontstaat bij verhitting. Deze twee factoren maken Inconel een ideale legering voor toepassingen variërend van gasturbines met hete secties tot diepzeeboringen. Wat zijn de nadelen van deze legeringen? Ze zijn duur, moeilijk om mee te werken en moeilijk te verwerken.
Roestvrij staal
Roestvast staal wordt gekenmerkt door een chroomgehalte van meer dan 10,5 gewichtsprocent. Er zijn vijf categorieën roestvrij staal:
austeniet
ferriet
martensiet
dubbelzijdig
neerslag verharding
Deze roestvaste staalsoorten zijn genoemd naar de microstructuur die in deze legeringen wordt gevormd. Duplex roestvast staal is een mengsel van austenitische en ferritische microstructuren, en door precipitatieharding kunnen er neerslagen ontstaan die de sterkte van dit type roestvast staal vergroten. De sterkte en corrosieweerstand van roestvrij staal zijn afhankelijk van deze microstructuren. Austenitisch roestvast staal zal bijvoorbeeld de meest ductiele roestvast staalcategorie zijn, maar ook het meest corrosiebestendig. Aan de andere kant heeft het martensiettype over het algemeen een hogere sterkte maar minder corrosieweerstand. Austenitisch roestvast staal heeft een grotere gelijkassige korrelstructuur vergeleken met de kleinere draaibankstructuur in martensitisch roestvast staal, waardoor het deze eigenschappen krijgt.
Alle roestvaste staalsoorten hebben een hogere corrosieweerstand dan traditioneel staal en worden in alles gebruikt, van keukengerei en constructieve bouwtoepassingen tot biomedische toepassingen en voedselbereiding.
Inconel versus roestvrij staal: wat is het verschil?
Om te beginnen is Inconel veel duurder dan roestvrijstalen legeringen. Inconel heeft ook een betere corrosieweerstand en sterkte bij hoge temperaturen. Staalsoorten zoals 17-4PH roestvrij staal zijn echter sterker dan Inconel bij lagere temperaturen. Bij het kiezen tussen twee verschillende legeringen zijn de belangrijkste beslissende factoren de kosten, de temperatuur en de sterkte. Als een goedkoper maar relatief sterk onderdeel vereist is, kan roestvrij staal de beste keuze zijn. Als luchtkritische componenten hoge temperaturen vereisen, is Inconel een betere legering voor de toepassing.
