Inconel, Special Metals Şirketinin ostenitli nikel-krom-esaslı bir süper alaşım ailesine atfedilen tescilli bir ticari markasıdır. Inconel alaşımları, tipik olarak yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılırlar. İngilizcede genellikle "Inco" (veya bazen "Iconel") olarak anılır. Inconel’in yaygın ticari isimleri arasında şunlar bulunur: Inconel 625, Chronin 625, Altemp 625, Haynes 625, Nickelvac 625 ve Nicrofer 6020.
Inconel alaşım ailesi, ilk olarak, 1940’lı yıllarda, Whittle jet motorunun geliştirilmesi amacıyla Hereford, İngiltere’de Wiggin Works’teki araştırma ekiplerince geliştirilmiştir.
Bileşim
Farklı Inconel’ler büyük ölçüde farklılaşan bileşimlere sahiptirler fakat tümünde de ana element nikel ikinci elementse kromdur.
Inconel |
Element (kütlece %) |
Nİ |
Cr |
Fe |
Mo |
Nb |
Co |
Mn |
Cu |
Al |
Ti |
Si |
C |
S |
P |
B |
600 |
72.0 |
14.0-17.0 |
6.0-10.0 |
|
|
|
1.0 |
0.5 |
|
|
0.5 |
0.15 |
0.015 |
|
|
617 |
44.2-56.0 |
20.0-24.0 |
3.0 |
8.0-10.0 |
|
10.0-15.0 |
0.5 |
0.5 |
0.8-1.5 |
0.6 |
0.5 |
0.15 |
0.015 |
0.015 |
0.006 |
625 |
58.0 |
20.0-23.0 |
5.0 |
8.0-10.0 |
3.15-4.15 |
1.0 |
0.5 |
|
0.4 |
0.4 |
0.5 |
0.1 |
0.015 |
0.015 |
|
718 |
50.0-55.0 |
17.0-21.0 |
Denge |
2.8-3.3 |
4.75-5.5 |
1.0 |
0.35 |
0.2-0.8 |
0.65-1.15 |
0.3 |
0.35 |
0.08 |
0.015 |
0.015 |
0.006 |
X-750 |
70.0 |
14.0-17.0 |
5.0-9.0 |
|
0.7-1.2 |
1.0 |
1.0 |
0.5 |
0.4-1.0 |
2.25-2.75 |
0.5 |
0.08 |
0.01 |
|
|
Özellikler
Inconel alaşımları, oksidasyon ve korozyona dayanıklı malzemeler olup basınç ve ısıya maruz istisnai çevrelerde kullanıma çok uygundurlar. Inconel, ısındığında kalın, istikrarlı, pasifleştirici bir tabaka meydana getirerek oksitlenmenin yüzeyde ilerlemesini önler. Inconel, geniş bir sıcaklık aralığında mukavemetini koruduğundan, alüminyum ve çeliğin ısı yüzünden kristal boşlukları oluşması sonucu direnemeyerek akışkanlaştıkları yüksek sıcaklık uygulamaları için caziptirler (Bakınız Arrhenius eşitliği). Inconel'in yüksek sıcaklık mukavemeti, alaşıma bağlı olarak katı solüsyon takviyesi veya çökelme takviyesi ile geliştirilir. Yaşlandırarak sertleştirme veya çökelme takviyesi türlerinde, nikele az miktarda niyobyum katılarak ara metalik bileşik Ni3Nb veya gamma primer (?') elde edilir. Gamma primer, yüksek sıcaklıklarda kayma ve akmayı önleyen küçük kübik kristaller meydana getirir.
İşleme
Inconel, hızlı işlem setleşmesi yüzünden geleneksel tekniklerle şekillendirilmesi ve işlenmesi güç bir metaldir. İlk işlem geçişinden sonra, işlem sertleşmesi, daha sonraki geçişlerde parça yada aletin plastik deformasyonuna sebep olabilir. Bu yüzden, 718 gibi Inconel’ler işlenirken sert bir aletle güçlü ama yavaş bir kesim uygulanarak gerekli geçiş sayısı asgariye indirilir. Alternatif olarak da, işlemin büyük bir kısmı parça solüsyon haldeyken gerçekleştirilerek sadece rötuşlar yaşlandırarak sertleştirme sonrasına bırakılır. Harici dişler bir torna yardımıyla "tek noktadan" çekilebilir veya bir vida makinesi yardımıyla dişler ovalanır. İç yüzeyinde diş bulunan delikler, paslanmaz çelikten dişli aksamın delik içine kaynatılması veya lehimlenmesiyle elde edilir. İç yüzeylerde diş meydana getirmek için EDM işlemi de kullanılabilir. Plaka kesilirken genellikle su jetli kesici kullanılır. İç yüzeyde bulunan dişler tornada tek nokta yöntemiyle açılabileceği gibi bir işleme merkezinde freze ile de açılabilir. Nikel alaşımların işlenmesinde, yeni fırça takviyeli seramik kesiciler de kullanılabilir. Bunlar, tipik olarak, karbürlü kesicilerden 8 kat daha hızlı malzeme çıkarırlar. Ayrıca, tanecik boyutunu artırmadan 1300 derece F’a indüksiyonla ısıtılarak tamamen yaşlandırılmış 718 Inconel’e ovalama yöntemiyle de diş açılabilir. Inconel parçalar bu yöntemler haricinde Seçimli lazer eritme yöntemiyle de elde edilebilirler.
Birleştirme
Isıdan etkilenen bölgede çatlama ve alaşım elementlerinin mikro yapısal ayrışması sebebiyle Inconel alaşımlara kaynak yapılması güçtür. Bununla beraber, bu sorunların üstesinden gelebilecek birçok alaşım tasarlanmıştır. En sık rastlanan kaynak yöntemleri, gaz tungsten ark kaynağı ve elektron huzmesi kaynağıdır.[8]
Darbeli mikro lazer kaynaktaki son yenilikler de son yıllarda oldukça yaygınlaşmıştır.
Kullanım alanları
Inconel, genellikle istisnai çevrelerde kullanılır. Genellikle gaz türbin kanatları, contaları ve yakma hücreleri ile turbo şarjör rotorları ve contaları, elektrikli su altı kuyu pompaları motor şaftları, yüksek sıcaklık kilitleri, kimyasal işlem ve basınç kapları, eşanjör boruları, nükleer basınçlı su reaktörlerindeki buhar jeneratörleri, H2S ve CO2 gibi safsızlıklar içeren doğal gazın işlenmesi, ateşli silah susturucusu patlama tamponları ve Formula Bir ve NASCAR egzost sistemlerinde kullanılırlar. Inconel’in atık yakma fırınlarının kazanlarında kullanımı gittikçe artmaktadır. Joint European Torus kazanı Inconel’den yapılmıştır.Inconel 718, genellikle, kriyojenik depolama tanklarında, kuyu içi şaftlarda ve kuyu başı parçalarda kullanılır.
Kuzey Amerika Havacılığı, X-15 roket uçak yüzeyini "Inconel X" diye bilinen bir Inconel alaşımıyla kaplamıştır.
Rocketdyne ,Saturn V Ek motorunun ilk aşamasında kullanılan F-1 roket motorunun güç üretme hücresinde Inconel X-750’yi kullanmıştır.
Ayrıca Inconel, yeni süper arabaların McLaren MP4-12C ve Koenigsegg Agera’nın hafif spor egzostlarında da kullanılmaktadır.
Ayrıca Inconel, yüksek uçlu ateşli silahların susturucuları ve namlu ağzı cihazlarında da kullanılmaktadır. Bu özellikle, küçük veya makineli tüfeklerle kullanım için tasarlanan susturucularda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Haddelenmiş Inconel, sıklıkla, uçaklardaki kara kutu kayıt cihazlarında kazıyıcı kayıt ortamı olarak kullanılmaktaydı
Fırça, kolon, reaktör ve boru gibi kimyasal uygulamalarda Inconel kullanım alternatifleri, Hastelloy, perflüoroalkoksi (PFA) ailesinden karbon çeliği veya fiberle güçlendirilmiş plastiktir.
Inconel alaşımları
•Inconel 600: Güçlendirilmiş katı solüsyon
•Inconel 625: Aside dirençli, iyi kaynak yapılabilir
•Inconel 690: nükleer uygulamalar için düşük kobalt içeriği ve düşük direnç
•Inconel 718: Gamma duble primer takviyeli ve iyi kaynak yapılabilme özelliklerine sahip
•Inconel 751: 1600°F aralığında kopma mukavemetini artırmak için alüminyum içeriği artırılmış
•Inconel 792: Yüksek sıcaklıkta korozyon özelliklerini geliştirmek için alüminyum içeriği artırılmış ve özellikle gaz türbinlerinde kullanılmaktadır
•Inconel 939: Gamma primer takviyeli ve iyi kaynak yapılabilme özelliklerine sahip
|
