Is Inconel harder dan titanium?
Inconel
Inconel is de handelsnaam van een reeks nikkel-chroom hogetemperatuurlegeringen geproduceerd door Specialty Metals. Het is extreem goed bestand tegen extreme temperaturen en is bestand tegen ongeveer 2,000 graden F (afhankelijk van de legering) zonder verlies van sterkte. Ook bij lage temperaturen presteert hij goed.
Naast extreme temperatuureigenschappen heeft Inconel uitstekende mechanische eigenschappen bij kamertemperatuur. Inconel 725 heeft bijvoorbeeld een treksterkte tot 180 ksi, wat tweemaal de sterkte is van constructiestaal. Sommige Inconel-legeringen, zoals Inconel 718, zijn door precipitatie gehard, wat hun sterkte verder vergroot. Inconel is ook zeer goed bestand tegen corrosie, waaronder oxidatie, putcorrosie, spleetcorrosie en corrosiescheuren.
De eigenschappen van Inconel maken het een waardevol metaal voor gebruik onder de meest veeleisende omstandigheden. Zoals de meeste superlegeringen is het echter veel duurder dan gewone metalen zoals staal, aluminium en titanium.
Bewerken van Inconel
De kracht van Inconel maakt het een waardevol materiaal voor gebruik onder extreme omstandigheden, maar maakt het ook moeilijk te bewerken. Het is erg moeilijk en gevoelig voor verharding tijdens het bewerken, wat snijgereedschappen kan beschadigen en het werkstuk kan vervormen.
Het spanningsverlichtende Inconel door middel van een behandeling vóór de machinale bewerking helpt de oppervlaktehardheid te verminderen en de verharding van het werkstuk te beperken, waardoor de gereedschapsspanning en slijtage worden verminderd. Keramische snijgereedschappen worden aanbevolen vanwege hun vermogen om snelle, continue sneden te maken die de verharding tot een minimum beperken. Het is ook belangrijk om pikken te voorkomen, wat de werkverharding vergroot.
Inconel lassen
De meeste Inconel-legeringen zijn moeilijk te lassen omdat de lassen gemakkelijk breken. Sommige Inconel-legeringen zijn echter ontworpen om lasbaar te zijn. Deze worden doorgaans TIG (wolfraam inert gas) gelast en gebruiken Inconel 625 (de gemakkelijkst te lassen Inconel-legering) als vulmetaal. Hoewel bij TIG-lassen doorgaans geen vulmiddel nodig is, wordt het voor Inconel-lassen aanbevolen omdat het erg moeilijk is om twee delen te versmelten zonder te barsten.
Inconel-toepassingen
Vanwege de hoge chemische en hoge temperatuurbestendigheid is Inconel zeer geschikt voor een verscheidenheid aan lucht- en ruimtevaart-, olie- en gas- en maritieme toepassingen. Enkele veel voorkomende gebruiksscenario's voor Inconel zijn onder meer:
Uitlaat van straalmotor.
Turbine.
Uitlaatpijpconnector.
Stapel fakkels.
Aardgaspijpleiding.
Scheepspropellerbladen.
Bevestigingsmiddelen voor de lucht- en ruimtevaart.
Onderdelen van zware machines.
Inconel is een ideaal materiaal wanneer extreme temperaturen en corrosiebestendigheid vereist zijn, vooral wanneer hoge temperaturen de sterkte en oxidatieweerstand van andere metalen zouden verminderen.
titanium
Titanium is een elementair metaal met een extreem hoge sterkte-gewichtsverhouding, waardoor het nuttig is voor toepassingen zoals structurele componenten in de lucht- en ruimtevaart waarbij gewichtsvermindering van cruciaal belang is. Titanium is ongeveer net zo sterk als staal, maar slechts de helft van het gewicht. Deze eigenschappen brengen echter een hoger prijskaartje met zich mee dan de meer gebruikelijke metalen zoals aluminium en staal, hoewel het over het algemeen veel goedkoper is dan Inconel.
Titanium reageert niet met zuurstof en water bij omgevingstemperaturen. Net als Inconel vormt titanium een passiverende oxidelaag op het oppervlak om het materiaal te beschermen. Dit maakt titanium extreem corrosiebestendig, zelfs bestand tegen sterke zuren zoals zwavelzuur en zoutzuur. Bovendien is titanium biocompatibel en niet-giftig, waardoor het in veel medische toepassingen kan worden gebruikt.
Titanium is verkrijgbaar in twee kwaliteiten: commercieel puur titanium en gelegeerd titanium. De meest voorkomende legering is Ti 6Al-4V, die is gelegeerd met aluminium en vanadium en goed is voor ongeveer de helft van het totale titanium dat wereldwijd wordt gebruikt. Deze en andere titaniumlegeringen zijn ontworpen om harder, sterker en/of gemakkelijker te bewerken te zijn dan puur titanium. Commercieel zuiver (CP) titanium is zachter en taaier dan titaniumlegeringen, maar de corrosieweerstand is uitstekend.
Titaniumverwerking
De eigenschappen die titanium tot zo’n nuttig metaal maken, maken het ook moeilijk om het te bewerken. Net als Inconel is titanium gevoelig voor verharding door vervorming. CP-titanium is ook erg plakkerig bij bewerking en vormt lange, doorlopende spanen die de snijgereedschappen hinderen. Deze eigenschap maakt het ook gevoelig voor slijtage. Dit kan worden verminderd door voldoende hogedrukkoelmiddel te gebruiken om spanen zo snel mogelijk te verwijderen en de gereedschapsgroeven schoon te houden.
Vermijd bij het bewerken van titaniumlegeringen onderbroken sneden en houd het gereedschap altijd in beweging als het in contact komt met het werkstuk. Overmatig contact kan gereedschapswrijving veroorzaken, overmatige hitte genereren en leiden tot verharding van het werkstuk. Bewerken met lagere snelheden en hogere voedingen kan de warmteontwikkeling aanzienlijk verminderen.
Terwijl Inconel erg hard en stijf is, is titanium flexibeler, dus het werkstuk vereist een sterke grip en de sterkst mogelijke machine-opstelling. Titanium en zijn legeringen zijn zeer elastisch, wat tijdens de bewerking terugvering en klapperen kan veroorzaken en kan resulteren in een slechte oppervlakteafwerking.
gelast titanium
Titanium en zijn legeringen zijn gemakkelijk te lassen. Technieken en apparatuur voor het lassen van titanium zijn vergelijkbaar met die voor het lassen van andere hoogwaardige metalen, zoals roestvrij staal of legeringen op nikkelbasis. Titanium vereist echter meer aandacht voor zuiverheid en bescherming tegen inert gas dan andere metalen. Luchtvervuiling kan titaniumlassen vernietigen.
Titanium-toepassingen
De mechanische eigenschappen van titanium, met name de sterkte-gewichtsverhouding, zijn zeer nuttig in de lucht- en ruimtevaart- en auto-industrie. Ti 6AL-4V is verantwoordelijk voor bijna de helft van alle legeringen die in ruimtevaarttoepassingen worden gebruikt. Het wordt ook vaak gebruikt in de medische industrie vanwege zijn uitstekende corrosieweerstand en biocompatibiliteit.
Enkele veel voorkomende toepassingen van titanium zijn:
Vliegtuigmotor en frame.
Bepantsering.
Marine schip.
ruimtevaartuig.
raket.
landingsgestel.
uitlaat.
Kunstmatige gewrichten.
Hardware gebruikt om botten te repareren of te repareren.
Implanteerbare medische hulpmiddelen.
Sportuitrusting.
