Tổng quan về đặc tính vật liệu Inconel 718 và lĩnh vực ứng dụng

Tổng quan về đặc tính vật liệu Inconel 718 và lĩnh vực ứng dụng

Siêu hợp kim Inconel 718 (viết tắt là IN718) đã được sử dụng trong động cơ hàng không vũ trụ trong nửa thế kỷ. Nó được phát minh và sử dụng trong các bộ phận tuabin bởi INCO Huntington Alloys (nay là Special Meatals Co.) ở Hoa Kỳ vào đầu những năm 1960. Sau khi sản xuất, IN718 đã trở thành vật liệu hợp kim nhiệt độ cao gốc niken được sử dụng rộng rãi nhất trong lịch sử động cơ hàng không vũ trụ. Thiết kế thành phần hợp kim độc đáo của IN718 mang lại cho nó những đặc tính toàn diện tốt, nghĩa là độ bền cao, khả năng chống rão và tuổi thọ mỏi, đặc biệt ở nhiệt độ dưới 650 độ, tính chất cơ học của nó có độ ổn định tốt. Nhiều bộ phận của động cơ máy bay hiện đại, chẳng hạn như đĩa tuabin, cánh quạt, phanh, trục, stator, vòng đệm, giá đỡ, đường ống, ốc vít, v.v., được làm bằng IN718.

Trước khi IN718 xuất hiện, vật liệu thép không gỉ (như A286) và hợp kim gốc niken (như RENE41) đã được sử dụng rộng rãi trong động cơ tua-bin. Tuy nhiên, những vật liệu hợp kim này không thể đáp ứng yêu cầu liên tục tăng nhiệt độ vận hành động cơ và chi phí sản xuất. Trong số đó, tính chất cơ học của vật liệu thép không gỉ có thể kết tủa các pha tăng cường có độ ổn định kém trong điều kiện nhiệt độ cao; trong khi RENE41, chứa một lượng lớn " pha tăng cường, có xu hướng làm nguội các vết nứt sau khi xử lý nhiệt do độ dẻo của vật liệu thấp. Kết quả là, năng suất sản xuất tăng lên và khả năng bảo trì giảm. Sự xuất hiện của IN718 đã giải quyết tốt những vấn đề này, và nó nhanh chóng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực sản xuất động cơ tua-bin.

Tóm lại, lý do cho sự phát triển nhanh chóng của các ứng dụng công nghiệp IN718 có thể là do các điểm sau:

(1) Không có hạn chế về thương mại hoặc sở hữu trí tuệ và các nhà sản xuất cũng như nhà cung cấp vật liệu có thể sản xuất hàng loạt và áp dụng các sản phẩm dựa trên vật liệu này;

(2) Do pha tăng cường IN718 kết tủa chậm nên vật liệu có khả năng hàn và đúc tốt;

(3) IN718 có độ bền cao ở nhiệt độ cao (dưới 650 độ) và độ dẻo tốt giúp dễ dàng chấp nhận các hình thức xử lý khác nhau. Vì vậy, Inconel718 đã nhanh chóng được các nhà sản xuất động cơ tua-bin lớn chấp nhận và sử dụng trong thực tế sản xuất nhờ tính năng hoạt động khá cân bằng về mọi mặt và giá thành thấp. Có thể nói, sự xuất hiện của Inconel718 đã thúc đẩy sự phát triển mang tính cách mạng trong thiết kế và chế tạo động cơ tua-bin, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong việc giảm trọng lượng động cơ, đơn giản hóa kết cấu và giảm chi phí sản xuất.

Để giải quyết vấn đề này, vào những năm 1960, Inconel718 lần đầu tiên được sử dụng trên quy mô lớn trong loạt động cơ máy bay quân sự do các công ty GE và P&W ở Hoa Kỳ sản xuất, chẳng hạn như các cánh và đĩa máy nén trong loạt động cơ TF39 và LM2500 của GE, và Các bộ phận chính của P&W như phanh máy ở dòng động cơ J58, TF30 và F100. những năm 1970. Vật liệu IN718 bắt đầu được sử dụng trên quy mô lớn trong các cánh động cơ dân dụng. Trong số tất cả các bộ phận được gia công và tạo hình, IN718 chiếm 34% nguyên liệu, hầu hết được gia công ở dạng rèn và đúc phôi. Trên động cơ PW4000 của P&W, hợp kim gốc niken chiếm 39% tổng trọng lượng động cơ. %, 57% trong số đó đến từ vật liệu Inconel718. Những dữ liệu này minh họa rằng ứng dụng vượt trội của vật liệu IN718 trong động cơ máy bay vẫn tiếp tục cho đến ngày nay.

Trong lịch sử phát triển hàng không nhiều năm qua, sự thay đổi nhanh chóng về vật liệu thể hiện sự hiện thân của nền văn minh nhân loại. Ngày nay, với Internet phát triển cao, nhiều khi chúng ta chỉ cần nhấn nhẹ phím Enter là có thể có được rất nhiều thông tin mà chúng ta cần từ lâu trước đây. thông tin có thể thu được,

Hợp kim Inconel Dòng Inconel: (inconel 600, inconel 601, inconel 625, inconel 690, inconel 718, inconel X-750, inconel 617)

Dòng Incoloy: (Incoloy 800.800H/HT,Incoloy 825,Incoloy 925,Incoloy 926,Incoloy 901)

Dòng Monel (Monel 400, Monel K500)

Hastelloy Hastelloy: Hastelloy c-276, Hastelloy c-4, Hastelloy c-22, Hastelloy c-2000, Hastelloy

Dòng GH hợp kim nhiệt độ cao: (GH3030, GH3044, GH3039, GH2132, GH3128, GH4169)

Hợp kim chống ăn mòn: (NS112, NS312, NS321, NS336, NS142),

Dòng Niken nguyên chất: (Niken nguyên chất 201, 200, Niken200, Niken201)

Dòng inox đặc biệt: (904L, 2205, 2507, 309S, 310S, 310Si2, 254SMO, 316LMod, 17-4PH, 17-7PH, 15-5PH, 630, 631, 632, S31803 /2205, S32750/)

Dòng hợp kim chính xác: lJ06, 1J12, lJl3, 1J16, lJl7, 1J18, 1J22, 1J30, 1J31, 1J50, 2J04, 2J07, 2J10, 3J21, 3J53, 4J29, 4J32, 4J49, 4J50, 6J24, 6J 32, 6J24