Inconel 718 je visokotemperaturna superzlitina, ki temelji na niklju in je znana po svojih izjemnih mehanskih lastnostih ter odpornosti proti koroziji. Zlitina se pogosto uporablja v letalski in vesoljski industriji, ter v energetiki. Tukaj so ključne lastnosti Inconel 718:
1. Mehanske lastnosti
- Visoka trdnost: Inconel 718 ohranja visoko trdnost in trdoto tudi pri visokih temperaturah do približno 700 °C.
- Dobra žilavost: Zlitina ima odlično žilavost, kar pomeni, da je odporna na lom in deformacije pri nizkih temperaturah.
- Utrjevanje s staranjem: Inconel 718 je mogoče toplotno obdelovati, kar omogoča dodatno povečanje trdnosti skozi proces utrjevanja s staranjem (precipitation hardening).
2. Odpornost proti koroziji
- Inconel 718 ima odlično odpornost proti oksidaciji in koroziji, tudi v zelo agresivnih okoljih, kot so kisline, visoke temperature in morske razmere.
- Posebej se izkaže v okoljih, kjer so prisotni kloridi, zaradi svoje odpornosti proti korozijskim razpokam (stress corrosion cracking).
3. Toplotne lastnosti
- Ohranja stabilnost in mehanske lastnosti pri visokih temperaturah, kar omogoča uporabo v okolju z ekstremno toploto.
- Ima nizko toplotno prevodnost, kar ga naredi primernega za uporabo pri visokih temperaturah.
4. Druge lastnosti
- Varivost: Inconel 718 se lahko vari brez nevarnosti za razpoke in zmanjšanje lastnosti, kar ni značilno za vse zlitine na osnovi niklja.
- Dobra obdelovalnost: V primerjavi z drugimi superzlitinami je relativno enostaven za obdelavo s konvencionalnimi metodami.
5. Sestava
Inconel 718 vsebuje približno:
- 50-55 % niklja
- 17-21 % kroma
- 4.75-5.5 % niobija in tantala
- 2.8-3.3 % molibdena
- ter druge elemente, kot so železo, aluminij, titan, in kobalt.
Te lastnosti omogočajo, da je Inconel 718 uporaben v aplikacijah, kjer so potrebne visoke trdnosti, odpornost na utrujenost materiala, in odpornost proti koroziji, na primer pri turbinskih delih, plinskih turbinah, raketnih motorjih, in drugih komponentah, ki so izpostavljene ekstremnim pogojem.
Težave pri odrezavanju Inconela 718:
Prekomerno segrevanje rezalnega orodja:
- Zaradi visoke toplote na mestu stika se rezalno orodje hitro obrabi, kar skrajša njegovo življenjsko dobo.
- Posledično je treba uporabljati specializirana rezalna orodja z ustreznimi premazi (npr. karbidna orodja s prevlekami iz nitrida titana ali aluminijevega oksida).
Odtaljevanje in adhezija materiala:
- Visoke temperature povzročajo mehčanje in plastično deformacijo Inconela 718, kar vodi v odtaljevanje in lepljenje materiala na rezalno orodje.
- To še dodatno poveča obrabo orodja in vodi v slabšo kakovost površine obdelovanca.
Nastanek toplotnih razpok:
- Zaradi koncentracije toplote in nizke toplotne prevodnosti lahko pride do toplotnih napetosti v materialu, kar povečuje možnost nastanka razpok na površini obdelovanca.
Povečan rezalni upor:
- Nizka prevodnost in visoka trdnost materiala povečujeta rezalni upor, kar zahteva večje sile in natančno nastavitev obdelovalnih parametrov.
- Posledica tega je počasnejši proces obdelave in večja poraba energije.
Kako premagati te težave?
- Izbira ustreznega orodja: Uporaba rezalnih orodij iz karbida, keramike ali kubičnega borovega nitrida (CBN) s specializiranimi prevlekami.
- Ustrezni parametri obdelave: Manjši rezalni pomiki, večje hitrosti rezanja, a hkrati zmanjšanje globine reza za preprečevanje prekomernega segrevanja.
- Uporaba hladilnih sredstev: Povečana količina hladilne tekočine pod visokim pritiskom lahko pomaga pri odvajanju toplote iz rezalnega območja.
- Optimizacija strategije odrezavanja: Izogibanje dolgotrajnim stikom rezalnega orodja z materialom in zmanjšanje toplotnih obremenitev.
Zaradi teh izzivov je obdelava Inconela 718 bolj zahtevna, zato se pogosto uporabljajo tudi druge metode, kot je elektroerozijsko obdelovanje (EDM) ali rezanje z laserjem, kjer visoka trdnost in toplotne lastnosti materiala ne vplivajo toliko na kakovost obdelave.