Инконель против титана:понимание вариантов использования металлов с высокими техническими характеристиками

Инконель и титан являются металлами с высокими техническими характеристиками, подходящими для широкого спектра применений с высокими нагрузками и коррозионными средами. Хотя оба металла обладают желаемыми физическими и механическими свойствами, которые делают их подходящими для экстремальных условий, инконель и титан — очень разные металлы. Здесь мы рассмотрим основные свойства, производственные проблемы и варианты использования, которые отличают инконель от титана.

Инконель

Inconel — это торговое название семейства хромоникелевых суперсплавов, производимых Special Metals Corporation. Он имеет невероятно высокую устойчивость к экстремальным температурам и может выдерживать около 2000 ° F (в зависимости от сплава) без потери прочности. Он также хорошо работает при криогенных температурах.

В дополнение к своим характеристикам при экстремальных температурах, инконель обладает превосходными механическими свойствами при комнатной температуре. Inconel 725, например, имеет прочность на растяжение до 180 ksi, что вдвое превышает прочность конструкционной стали. Некоторые сплавы Inconel, такие как Inconel 718, подвергают дисперсионному твердению, чтобы еще больше повысить их прочность. Инконель также обладает высокой устойчивостью к коррозии, включая окисление, точечную коррозию, щелевую коррозию и коррозионное растрескивание.

Свойства инконеля делают его ценным металлом для самых сложных условий. Однако, как и большинство суперсплавов, он значительно дороже обычных металлов, таких как сталь, алюминий и титан.

Обработка инконеля

Прочность, которая делает инконель таким ценным материалом для экстремальных условий, также усложняет его обработку. Он исключительно твердый и склонен к упрочнению во время обработки, что может повредить режущие инструменты и деформировать заготовку.

Снятие напряжений с помощью обработки инконелем раствором перед обработкой может помочь снизить твердость поверхности и ограничить деформационное упрочнение, уменьшая напряжение и износ инструментов. Рекомендуется использовать керамический инструмент, так как он позволяет выполнять быстрые непрерывные пропилы, минимизируя деформационное упрочнение. Также важно избегать клевания, которое может усилить закалку.

Сварка инконеля

Большинство материалов из инконеля плохо поддаются сварке, поскольку сварные швы склонны к растрескиванию. Однако некоторые сплавы Inconel предназначены для сварки. Обычно это сварка TIG (вольфрам в инертном газе) с Inconel 625, наиболее свариваемым сплавом Inconel, в качестве присадочного металла. Хотя сварка TIG обычно не требует наполнителя, ее рекомендуется использовать для сварки инконелем из-за сложности сплавления двух деталей без образования трещин.

Приложения Inconel

Благодаря своей высокой химической и температурной стойкости Inconel идеально подходит для различных применений в аэрокосмической, нефтегазовой и морской промышленности. Вот некоторые распространенные варианты использования Inconel:

• Выхлопы реактивных двигателей.
• Турбины.
• Выпускные муфты.
• Вспышечные стеки.
• Трубопровод природного газа.
• Лопасти морского гребного винта.
• Крепёж для аэрокосмической и морской техники.
• Запчасти для тяжелой техники.

Инконель — идеальный материал, когда требуется стойкость к экстремальным температурам и коррозионная стойкость, особенно когда высокие температуры ухудшают прочность и стойкость к окислению других металлов.

Титан

Титан — это элементарный металл с исключительно высоким отношением прочности к весу, что делает его очень полезным для применений, где крайне важно минимизировать вес, например, для компонентов аэрокосмической конструкции. Титан примерно так же прочен, как сталь, но весит в два раза меньше. Однако эти свойства имеют более высокую цену, чем более распространенные металлы, такие как алюминий и сталь, хотя обычно они намного дешевле, чем инконель.

Титан не реагирует с кислородом и водой при температуре окружающей среды. Как и инконель, титан образует на своей поверхности пассивный слой окисления, защищающий материал. Это делает титан чрезвычайно устойчивым к коррозии даже против сильных кислот, таких как серная и соляная кислоты. Кроме того, титан биосовместим и нетоксичен, поэтому он используется во многих медицинских целях.

Титан доступен как в чистом, так и в легированном виде. Самый распространенный сплав, Ti 6Al-4V, легирован алюминием и ванадием, и на его долю приходится около половины всего титана, используемого в мире. Этот и другие титановые сплавы разработаны так, чтобы быть более твердыми, прочными и/или более легкими в обработке, чем чистый титан. Коммерчески чистый (CP) титан мягче и пластичнее, чем титановый сплав, но его коррозионная стойкость превосходна.

Обработка титана

Свойства, которые делают титан таким полезным металлом, также затрудняют его обработку. Как и инконель, титан подвержен деформационному упрочнению. Титан CP также очень липкий при обработке и образует длинную непрерывную стружку, которая может мешать режущему инструменту. Эта особенность также делает его восприимчивым к раздражению. Это можно уменьшить, используя большое количество СОЖ под высоким давлением для скорейшего удаления стружки и сохранения чистоты канавок инструмента.

При обработке титана избегайте прерывистого резания и постоянно держите инструмент в движении при контакте с заготовкой. Чрезмерный контакт приведет к трению инструмента, созданию избыточного тепла, что приведет к закалке. Обработка на более низкой скорости и более высокой подаче может значительно снизить тепловыделение.

В то время как инконель чрезвычайно твердый и жесткий, титан гораздо более гибкий, поэтому заготовки требуют надежного захвата и максимально жесткой настройки станка. Титан и его сплавы очень эластичны, что вызывает пружинение и вибрацию во время обработки и может привести к ухудшению качества поверхности.

Сварка титана

Титан и его сплавы хорошо поддаются сварке. Методы и оборудование для сварки титана аналогичны методам и оборудованию для сварки других металлов с высокими техническими характеристиками, таких как нержавеющая сталь или сплавы на основе никеля. Титан, однако, требует более пристального внимания к чистоте и защите от инертного газа, чем другие металлы. Загрязнение воздухом может разрушить титановые сварные швы.

Титановые приложения

Механические свойства титана, особенно его отношение прочности к весу, очень полезны в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Ti 6AL-4V составляет почти половину всех сплавов, используемых в аэрокосмической промышленности. Он также широко используется в медицинской промышленности благодаря превосходной коррозионной стойкости и биосовместимости.

Некоторые распространенные области применения титана включают:

• Авиационные двигатели и рамы.
• Броня.
• Военные корабли.
• Космический корабль.
• Ракеты.
• Шасси.
• Выхлопные трубы.
• Искусственные суставы.
• Оборудование для вправления или ремонта костей.
• Имплантированные медицинские устройства.
• Спортивный инвентарь.
• Велосипедные рамы.

Инконель и титан

Industrial Metal Service специализируется на поставках инконеля, титана, стали, алюминия и других металлов для механических мастерских, производителей и производителей в районе залива Сан-Франциско. Мы также отправляем по всей стране без минимального количества заказа. На нашем складе в Сан-Хосе имеется обширный ассортимент инконеля и титановых сплавов, включая как новые металлы, полученные с заводов в США, так и проверенные остатки металлов, которые обеспечивают значительную экономию.