Ist Inconel stärker als Stahl?

Im Bereich der Metallverarbeitung ist die "Robustheit" von Materialien einer der Kernindikatoren, auf die Ingenieure und Käufer achten. Als Hochleistungs-Hochtemperaturlegierung auf Nickelbasis wird Inconel häufig mit Stahl in Bezug auf die Leistung verglichen. "Robustheit" ist jedoch kein eindimensionales Konzept. Es umfasst mehrere Aspekte wie Festigkeit, Zähigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Ist Inconel wirklich stärker als Stahl? Wir müssen die Antwort aus bestimmten Leistungs- und Anwendungsszenarien finden.

Inconel ist eine Art von Superalloy mit Nickel als Matrix und hinzugefügte Elemente wie Chrom, Eisen, Molybdän und Niob. Es wurde ursprünglich so konzipiert, dass es in extremen Umgebungen eine stabile Leistung aufrechterhält und daher in Luft- und Raumfahrtmotoren, chemischen Reaktoren, Geräten der nuklearen Industrie und anderen Bereichen häufig eingesetzt wird. Häufige Modelle sind Inconel 600, Inconel 625, Inconel 718 usw. usw. Unter ihnen ist Inconel 718 aufgrund seiner hervorragenden Hochtemperaturstärke und Verarbeitungsleistung zum "Sternmaterial" in der Branche geworden.

Stahl ist eine Legierung mit Eisenbasis und einem Kohlenstoffgehalt von 0,02%-2,11%. Verschiedene Stahlarten können gebildet werden, indem Elemente wie Mangan, Chrom, Nickel und Molybdän hinzufügen. Von gewöhnlichem Kohlenstoffstahl bis hin zu hochfestem Legierungsstahl (z. B. 4140 und 304 Edelstahl) und dann bis hin zu ultrahohen Stahl (wie AMET 100) ist die Leistungsspanne des Stahls extrem groß. Beispielsweise beträgt die Zugfestigkeit von gewöhnlichem Kohlenstoffstahl etwa 300 bis 600 MPa, während ultrahohe Stahlstahl mehr als 1500 mPa erreichen kann und in Automobilstrukturen, Brücken, Maschinenherstellung und anderen Feldern häufig verwendet wird.

Raumtemperaturstärke: Jeder hat seine eigenen Vorteile

• Zugfestigkeit : Die Raumtemperatur -Zugfestigkeit von Inconel 718 ist ungefähr 1300-1600mpa Während ultrahohe Stahlstahl (wie Aereret 100) mehr als 1900 MPa erreichen kann, hat Stahl einen Vorteil. Die Ertragsfestigkeit (kritischer Stress, bei dem das Material plastisch zu verformen beginnt) von Inconel ist jedoch normalerweise höher als die von gewöhnlichen Stahl und einigen Legierungsstählen, was bedeutet, dass es schwieriger ist, dauerhaft zu verformen, wenn sie einer Belastung ausgesetzt werden.

• Härte : Die Härte der meisten Inkonels liegt zwischen dem HRC 30-45, der niedriger ist als der von hohem Kohlenstoffstahl (z. B. 60 HRC-HRC-HRC-Stahl), sodass der Verschleißfestigkeit bei Raumtemperatur möglicherweise nicht so gut ist wie die von Stahl mit hoher Härte.

Hochtemperaturfestigkeit: Inconel -Leitungen in Quetschbarkeit

Die Stärke des Stahls fällt stark ab, wenn die Temperatur steigt. Zum Beispiel, wenn gewöhnlicher Stahl oben ist 300℃ Die Festigkeit kann bei Raumtemperatur auf 50% davon sinken. Auch hohe temperaturbeständige Legierungsstähle fällt es schwer, eine stabile Leistung oben aufrechtzuerhalten 600℃ . Inconel kann immer noch mehr als 70% seiner normalen Temperaturstärke in einer Hochtemperaturumgebung von 600-1000 ℃ aufrechterhalten. Wenn Sie als Beispiel Inconel 718 einnehmen, kann seine Zugfestigkeit bei 700 ° C immer noch mehr als 1000 MPa erreichen. Dies ist auch der Hauptgrund, warum es zum Kernmaterial von Flugzeugmotor -Turbinenblättern geworden ist.

Korrosionsbeständigkeit: Inconel passt an extremere Umgebungen an

• Gewöhnlicher Stahl ist in feuchten, sauren und alkalischen Umgebungen leicht zu rosten und muss durch Verzinren, Malerei usw. geschützt werden; Edelstahl (wie 304) ist rostresistent, kann jedoch immer noch in hohem Konzentrationssalzspray, starker Säure (wie Schwefelsäure) oder Hochtemperaturoxidationsumgebung korrodiert werden.

• Inconel bildet einen dichten Oxidfilm mit einem hohen Chromgehalt (normalerweise 15%-25% ), die starken ätzenden Medien wie Meerwasser, Chlor, Salpetersäure und sogar Stabilität in der Strahlungsumgebung von Kernreaktoren widerstehen können. Zum Beispiel beträgt die Lebensdauer von Inconel 625 in Meerwasserentsalzungsgeräten das 5-10-fache des Edelstahls.

Zähigkeit und Müdigkeitsresistenz: variiert je nach Modell

• Die Stahlebene variiert stark: Kohlenstoffstahl hat eine hervorragende Zähigkeit und kann schwerwiegende Auswirkungen standhalten. Aber Stahl mit hoher Härte (wie Werkzeugstahl) hat eine schlechte Zähigkeit und ist anfällig für spröde Frakturen.

• Inconel hält eine gute Zähigkeit von niedrigen bis hohen Temperaturen und hat eine hervorragende Müdigkeitsbeständigkeit. Beispielsweise übersteigt die Müdigkeitslebensdauer von Inconel 718 unter wiederholten abwechselnden Lasten den der meisten hochfesten Stähle, was für die Sicherheit von Luft- und Raumfahrtkomponenten von entscheidender Bedeutung ist.

• Bei normaler Temperatur nicht korrosive Umgebungen : Hochfestes Stahl (wie 4340, Aereret 100 ) hat eine höhere absolute Festigkeit und niedrigere Kosten und eignet sich besser für Strukturteile, mechanische Teile und andere Szenarien.

Bei hoher Temperatur ( über 600 ° C. ), Starke Korrosion oder extreme Druckumgebungen: Die umfassende Leistung von Inconel übersteigt weit über die von Stahl. Seine "Robustheit" spiegelt sich in langfristiger Stabilität und Zuverlässigkeit wider. Es ist ein unersetzliches Material in High-End-Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Energie und chemische Industrie.

Ob es ist Inconel oder Stahl, die Verarbeitungsschwierigkeit variiert erheblich. Aufgrund seiner hohen Festigkeit, hohen Viskosität und Härtungseffekte hat Inconel äußerst hohe Anforderungen an die Steifigkeit von CNC -Ausrüstung , Werkzeugmaterialien (z. B. Keramikwerkzeuge, CBN -Werkzeuge ) und Schnittparameter; Während die Verarbeitungstechnologie von Stahl reifer ist, erfordert hochfestes Stahl immer noch professionelle technische Unterstützung.

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