يعد inconel 718 واحدًا من أكثر اللغات الفائقة استخدامًا في الصناعات حيث تتعرض المكونات لمياهية عالية وتآكل. مع خصائص ميكانيكية ممتازة في درجات حرارة مرتفعة ومقاومة لكل من الأكسدة والتآكل ، inconel 718 يلعب دورًا مهمًا في صناعات المعالجة الكيميائية ، وتوليد الطاقة ، وصناعات المعالجة الكيميائية. ستستكشف هذه المقالة الخصائص والتطبيقات والمزايا الرئيسية لـ inconel 718 ، وكذلك التحديات في إنتاجها واستخدامها.

التكوين والبنية المجهرية

inconel 718 هو superalloy من النيكل كروم الذي يحتوي أيضًا على كميات كبيرة من الحديد ، الموليبدينوم ، النيوبيوم ، التيتانيوم ، والألومنيوم. يمنح محتوى النيكل العالي ، الذي يتراوح بين 50 و 55 ٪ عادةً ، سبيكة قوته الممتازة ذات درجة الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة. يعزز تكوين السبائك أيضًا تشكيل مرحلة مستقرة من gamma prime (γ ') ، وهو أمر بالغ الأهمية لتعزيز المادة في درجات حرارة مرتفعة.

يساعد وجود النيوبيوم والتيتانيوم في inconel 718 في تشكيل مرحلة γ '، مما يعيق حركة التفكك ويوفر مقاومة زحف ممتازة ، مما يجعلها مثالية للتطبيقات عالية الإجهاد. تتكون البنية المجهرية للمادة من مزيج من المراحل ، و γ "، وتقوية الحلول الصلبة ، والتي تعمل جميعًا معًا لتعزيز أداء السبائك في ظل الظروف القاسية.

قوة درجات الحرارة العالية ومقاومة الزحف

قوة disterel 718 عالية درجات الحرارة والقدرة على مقاومة الزحف هي بعض من أهم ميزاتها. الزحف هو التشوه البطيء الدائم للمادة تحت الإجهاد في درجات حرارة مرتفعة ، ويتفوق inconel 718 في هذا الصدد. يحافظ على قوته في درجات حرارة تصل إلى 700 درجة مئوية (1292 درجة فهرنهايت) ، مما يجعلها خيارًا شائعًا لشفرات التوربينات والدوارات والمكونات الهامة الأخرى في توربينات الغاز والمحركات النفاثة.

ترتبط قدرة السبائك على مقاومة الزحف مباشرة باستقرار المرحلة ، مما يساعد على منع حركة الخلع والحفاظ على سلامة المادة تحت الإجهاد طويل الأجل. يتيح توازن عناصر صناعة السبائك في inconel 718 الاحتفاظ بخصائصه الميكانيكية على مدار فترات طويلة من التعرض لدرجة الحرارة العالية ، وهو أمر بالغ الأهمية لطول مكونات التوربينات.

مقاومة التآكل والأكسدة

يوضح inconel 718 مقاومة ممتازة لكل من الأكسدة والتآكل ، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في البيئات العدوانية حيث يكون التعرض لدرجات الحرارة المرتفعة والغازات التآكل أمرًا شائعًا. يساهم محتوى الكروم العالي في السبائك في تكوين طبقة أكسيد مستقرة تحمي المادة من المزيد من الأكسدة في درجات حرارة مرتفعة.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن inconel 718 مقاوم لتآكل التآكل والتآكل ، والتي يتم مواجهتها غالبًا في بيئات تحتوي على الكلوريد أو غيرها من المواد المسببة للتآكل. هذه المقاومة للتآكل تجعل inconel 718 مادة مثالية للتطبيقات في المعالجة الكيميائية والبيئات البحرية وغيرها من الصناعات التي يكون التعرض للمواد الكيميائية والأملاح العدوانية شائعة.

تطبيقات inconel 718

نظرًا لخصائصها الميكانيكية المتميزة ومقاومة الأكسدة والتآكل ، يستخدم inconel 718 على نطاق واسع في تطبيقات الطيران وتوليد الطاقة. بعض الاستخدامات الأكثر شيوعا تشمل:

• مكونات التوربينات الغازية: يتم استخدام inconel 718 في شفرات التوربينات ، وأقراص الدوار ، وغرف الاحتراق ، حيث تكون قوة درجة الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة أمرًا بالغ الأهمية.
• مكونات المحرك النفاث: يتم استخدام السبائك في مجموعة متنوعة من مكونات المحرك ، بما في ذلك عجلات التوربينات وشفرات الضاغط وأنظمة العادم.
• معدات المعالجة الكيميائية: يتم استخدام inconel 718 في المبادلات الحرارية والمفاعلات والمعدات الأخرى المعرضة لدرجات حرارة عالية والمواد الكيميائية المسببة للتآكل.
• التطبيقات المبردة: إن القوة العالية للسبائك في درجات الحرارة المنخفضة تجعلها مناسبة للخزانات المبردة والتطبيقات الأخرى في صناعة الطيران.

التحديات في التصنيع والاستخدام

بينما يقدم inconel 718 العديد من المزايا ، فإنه يمثل أيضًا تحديات أثناء التصنيع. تشتهر السبائك بصعوبة الآلات واللحام ، ويرجع ذلك أساسًا إلى قوته العالية وميله لتشكيل سطح متصل. لمعالجة ذلك ، غالبًا ما يتم استخدام تقنيات الآلات المتخصصة والمعالجات الحرارية بعد الحرب لضمان تحتفظ المادة بخصائصها الميكانيكية.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون قابلية inconel 718 لتكسير التآكل في بيئات معينة مصدر قلق ، خاصة عند تعرضها للحلول التي تحتوي على الكلوريد. ومع ذلك ، يمكن تخفيف هذا في كثير من الأحيان من خلال المعالجة الحرارية المناسبة والتعديلات الصيفية.

inconel 718 هو superalloy متعدد الاستخدامات وعالي الأداء مع تطبيقات في بعض الصناعات الأكثر تطلبًا. إن قوته الممتازة عالية درجة الحرارة ، ومقاومة الزحف ، ومقاومة التآكل تجعلها لا غنى عنها في الفضاء ، وتوليد الطاقة ، والمعالجة الكيميائية. على الرغم من أنه يمثل تحديات من حيث التصنيع ، إلا أن أدائها العام في الظروف القاسية يستمر في جعلها مادة مفضلة للبيئات ذات درجة حرارة عالية وتآكل.