لماذا يُطلق على INCONEL 718 اسم السبيكة الفائقة؟
إنكونيل 718 (أو سبيكة 718) هو نوع خاص من السبائك عالية القوة وذات درجة الحرارة العالية مع قاعدة من النيكل والكروم تقاوم التآكل والضغوط العالية ودرجات الحرارة القصوى حتى 700 درجة.
تتكون المادة من 50-55% نيكل، 17-21% كروم، 4.75-5.5% النيوبيوم والتنتالوم، وكميات ضئيلة من الموليبدينوم والتيتانيوم والكوبالت والألومنيوم والمنغنيز والنحاس. والسيليكون وعناصر أخرى.
ونظرًا لخصائصه الفريدة، فقد تم استخدام Inconel 718 في مجموعة واسعة من التطبيقات التي تتراوح من عمليات التصنيع إلى المعدات العسكرية وصناعة الطيران.
مميزات إنكونيل 718
مقاومة درجات الحرارة
يتمتع Inconel 718 بنقطة انصهار تبلغ 1430 درجة ويوفر مقاومة فعالة للحرارة ودرجات الحرارة العالية. كما أنها تعمل بشكل جيد في درجات الحرارة المنخفضة، مما يدل على مدى مقاومة المادة لدرجة الحرارة.
الحماية الحرارية الطبيعية
تتمتع هذه السبائك الفائقة من النيكل بالقدرة الكامنة على إنتاج طبقة أكسيد قوية ومستقرة عند تسخينها. تعمل خاصية التخميل الطبيعية هذه على حماية المادة من التلف.
المقاومة للتآكل
تمنح طبقة الأكسيد الواقية هذا النوع من Inconel مقاومة كبيرة للأكسدة، وبالتالي حمايته من التآكل.
قوة ميكانيكية عالية
في درجة حرارة الغرفة، تتمتع مواد السبائك الفائقة بمقاومة خضوع لا تقل عن 725 ميجا باسكال وقوة شد لا تقل عن 1035 ميجا باسكال. عندما يتم حل Inconel 718 وترسيبه، تزيد هذه الأرقام إلى 1035 ميجا باسكال و1240 ميجا باسكال على التوالي.
جودة لحام ممتازة
يصعب لحام سبائك Inconel الأخرى بسبب الهشاشة والتشقق عند نقاط اللحام الدقيقة. ومع ذلك، تم إنشاء Inconel 718 لحل هذه المشكلة، سواء باستخدام شعاع الإلكترون أو اللحام بالقوس الكهربائي.
ليونة جيدة وجودة المعالجة
تميل معظم سبائك Inconel إلى الخضوع لتصلب الإجهاد عند محاولة تصنيعها أو تشكيلها. إن Inconel 718 مختلف - فمن الأسهل تصنيعه باستخدام أدوات القطع الصلبة من خلال آليات القطع الأبطأ.
بعد عمر المادة بالكامل، يمكن ربط هذه السبيكة ذات درجة الحرارة العالية عن طريق التسخين التعريفي عند 700 درجة.
الإنتاج والتجهيز
يمكن إنتاج إنكونيل 718 من خلال العمليات التالية:
التلدين: يتم تسخين المعدن ثم تبريده تدريجياً إلى درجة حرارة أقل. وهذا يعطي قوة المادة والقدرة على تحمل الضغط.
التقسية بالترسيب: تسمى أيضًا بالتصلب بالعمر أو المعالجة الحرارية بالترسيب، تعمل هذه الطريقة على زيادة قوة السبيكة عن طريق إدخال الشوائب قبل التسخين.
في عملية التلدين (المعروفة أيضًا بتقوية المحاليل الصلبة)، يتم إذابة المكونات المعدنية تمامًا حتى تتمكن من الترسيب بشكل صحيح، مما يمنح Inconel 718 القوة التي تم تصميمها لتستحقها.
في تقوية الترسيب، يتحد النيكل والنيوبيوم لتكوين غاما مكرر (أو Ni3Nb). الحرارة الشديدة فوق 800 درجة يمكن أن تسبب هطول الأمطار في مرحلة النيكل.
ويترتب على ذلك أنه يمكن تشكيل Inconel 718 إلى أشكال واتجاهات مخصصة عند معالجتها بدرجة حرارة أعلى من 540 درجة.
تطبيقات إنكونيل 718
الطباعة ثلاثية الأبعاد
أصبح Inconel 718 مرتبطًا بتكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد حيث تقوم السبيكة بطباعة الأجزاء بشكل فعال عبر مجموعة متنوعة من الصناعات. استكشفت العديد من الدراسات استخدام السبائك الفائقة في صناعة التصنيع الإضافي (AM) وتعزيزها لزيادة وظائفها إلى الحد الأقصى.
أجزاء محرك التوربينات الغازية
نظرًا لقابلية اللحام الفعالة ومقاومتها للحرارة، أصبحت السبائك الفائقة جزءًا لا يتجزأ من محركات توربينات الغاز.
صناعة الطيران والطائرات
نظرًا لقوة المادة ومتانتها، أصبح Inconel 718 مكونًا شائعًا لأجزاء المحرك النفاث مثل أغلفة الضاغط والأقراص وشفرات المروحة. تُستخدم هذه السبيكة ذات درجات الحرارة العالية أيضًا في إنتاج محركات الصواريخ، خاصة بسبب مقاومة السبيكة العالية للحرارة. وهذا هو السبب الرئيسي لاستخدام Inconel 718 في ما يقرب من نصف أجزاء محركات الطائرات التقليدية.
يموت الصب
يعمل هذا النوع من Inconel بشكل جيد في البيئات الحارة، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات درجات الحرارة المرتفعة للغاية مثل صب المعادن بالقالب. تعتبر المعادن غير الحديدية الأخرى أكثر شيوعًا في الصناعة، لكن Inconel 718 قوي بما يكفي لحماية نفسه من التلف. ونتيجة لذلك، فإن القوالب أو قواعد القالب المصنوعة من Inconel 718 تتمتع بعمر خدمة أطول ومقاومة أفضل للتشوه.
