האם Inconel קשה יותר לעיבוד מטיטניום?
אינקונל
Inconel הוא השם המסחרי של סדרה של סגסוגות ניקל-כרום בטמפרטורה גבוהה המיוצרות על ידי מתכות מיוחדות. הוא עמיד במיוחד לטמפרטורות קיצוניות ויכול לעמוד בערך 2,000 מעלות F (בהתאם לסגסוגת) ללא אובדן חוזק. זה גם מתפקד היטב בטמפרטורות נמוכות.
בנוסף למאפייני טמפרטורה קיצוניים, ל-Inconel תכונות מכניות מצוינות בטמפרטורת החדר. לדוגמה, ל-Inconel 725 חוזק מתיחה של עד 180 ksi, שהוא פי שניים מהחוזק של פלדה מבנית. חלק מסגסוגות Inconel, כגון Inconel 718, מוקשות במשקעים, מה שמגביר עוד יותר את חוזקן. Inconel הוא גם עמיד מאוד בפני קורוזיה, כולל חמצון, פיתולים, קורוזיה של חריצים ופיצוח קורוזיה.
התכונות של Inconel הופכות אותה למתכת בעלת ערך לשימוש בתנאים התובעניים ביותר. עם זאת, כמו רוב סגסוגות העל, הוא הרבה יותר יקר ממתכות נפוצות כמו פלדה, אלומיניום וטיטניום.
עיבוד שבבי Inconel
החוזק של Inconel הופך אותו לחומר בעל ערך לשימוש בתנאים קיצוניים, אך הוא גם מקשה על העיבוד. זה מאוד קשה ונוטה להתקשות במהלך העיבוד, מה שעלול לפגוע בכלי חיתוך ולעוות את חומר העבודה.
Inconel משחרר מתחים באמצעות טיפול בתמיסה מוקדמת לעיבוד שבבי עוזר להפחית את קשיות פני השטח ולהגביל את התקשות העבודה, ובכך להפחית את הלחץ והבלאי של הכלים. כלי חיתוך קרמיים מומלצים בגלל יכולתם לבצע חיתוכים מהירים ומתמשכים הממזערים את התקשות העבודה. כמו כן, חשוב להימנע מנקר, מה שמגביר את התקשות העבודה.
ריתוך אינקונל
רוב סגסוגות Inconel קשות לריתוך מכיוון שהריתוכים נשברים בקלות. עם זאת, חלק מהסגסוגות של Inconel נועדו להיות ניתנות לריתוך. אלה מרותכים בדרך כלל TIG (גז אינרטי טונגסטן) ומשתמשים ב-Inconel 625 (סגסוגת Inconel הקלה ביותר לרתך) כמתכת המילוי. בעוד ריתוך TIG בדרך כלל אינו מצריך חומר מילוי, מומלץ לריתוך אינקונל מכיוון שקשה מאוד להתיך שני חלקים מבלי להיסדק.
יישומי Inconel
בשל העמידות הכימית והטמפרטורות הגבוהות שלו, Inconel מתאימה היטב למגוון יישומי תעופה וחלל, נפט וגז ויישומים ימיים. כמה מקרי שימוש נפוצים עבור Inconel כוללים:
פליטת מנוע סילון.
טוּרבִּינָה.
מחבר צינור פליטה.
ערימת אבוקות.
צינור גז טבעי.
להבי מדחף ימיים.
מחברי תעופה וחלל ימיים.
חלקי מכונות כבדות.
Inconel הוא חומר אידיאלי כאשר נדרשות טמפרטורות קיצוניות ועמידות בפני קורוזיה, במיוחד כאשר טמפרטורות גבוהות יפחיתו את החוזק ועמידות החמצון של מתכות אחרות.
טִיטָן
טיטניום היא מתכת אלמנטרית עם יחס חוזק למשקל גבוה במיוחד, מה שהופך אותה לשימושית עבור יישומים כגון רכיבים מבניים תעופה וחלל שבהם הפחתת משקל היא קריטית. טיטניום חזק בערך כמו פלדה אבל רק חצי ממשקלו. עם זאת, נכסים אלה מגיעים עם תג מחיר גבוה יותר מאשר מתכות נפוצות יותר כמו אלומיניום ופלדה, אם כי זה בדרך כלל הרבה יותר זול מאשר Inconel.
טיטניום אינו מגיב עם חמצן ומים בטמפרטורות הסביבה. כמו Inconel, טיטניום יוצר שכבת תחמוצת פסיבית על פני השטח שלו כדי להגן על החומר. זה הופך את הטיטניום לעמיד בפני קורוזיה במיוחד, אפילו עמיד בפני חומצות חזקות כמו חומצה גופריתית וחומצה הידרוכלורית. בנוסף, טיטניום תואם ביולוגי ואינו רעיל, מה שמאפשר להשתמש בו ביישומים רפואיים רבים.
טיטניום זמין בשתי דרגות: טיטניום טהור מסחרי וטיטניום מסגסוגת. הסגסוגת הנפוצה ביותר היא Ti 6Al-4V, שהיא סגסוגת עם אלומיניום ונדיום ומהווה כמחצית מסך הטיטניום בשימוש ברחבי העולם. סגסוגות טיטניום זו וסגסוגות טיטניום אחרות מתוכננות להיות קשות יותר, חזקות יותר ו/או קלות יותר לעיבוד מטיטניום טהור. טיטניום טהור מסחרית (CP) הוא רך וגמיש יותר מסגסוגות טיטניום, אך העמידות שלו בפני קורוזיה יוצאת מן הכלל.
עיבוד טיטניום
התכונות שהופכות את הטיטניום למתכת כל כך שימושית גם מקשות על העיבוד. כמו Inconel, טיטניום רגיש להתקשות בעבודה. טיטניום CP הוא גם דביק מאוד בעת עיבוד, ויוצר שבבים ארוכים ורציפים המפריעים לכלי חיתוך. תכונה זו גם גורמת לו להיות מועד לבלאי. ניתן לצמצם זאת על ידי שימוש בהרבה נוזל קירור בלחץ גבוה כדי להסיר שבבים במהירות האפשרית ולשמור על חריצי הכלים נקיים.
בעת עיבוד של סגסוגות טיטניום, הימנע מחיתוכים מופרעים ושמור תמיד על הכלי בתנועה כאשר הוא במגע עם חומר העבודה. מגע מוגזם עלול לגרום לחיכוך הכלים, ליצור חום מוגזם ולהוביל להתקשות העבודה. עיבוד שבבי במהירויות נמוכות יותר וקצב הזנה גבוה יותר יכול להפחית באופן משמעותי את ייצור החום.
בעוד ש-Inconel קשה ונוקשה מאוד, הטיטניום גמיש יותר, כך שחומר העבודה דורש אחיזה חזקה והתקנה חזקה ביותר של המכונה. טיטניום וסגסוגותיו אלסטיות מאוד, מה שעלול לגרום לקפיצה ולפטפוט במהלך העיבוד ועלול לגרום לגימור משטח גרוע.
