Verbindungselemente aus Hochtemperaturlegierung

Inconel 718 ist eine ausscheidungsverstärkte Ni-Cr-Fe-Nb-Superlegierung auf Nickelbasis. Die Verstärkungsphasen sind die körperzentrierte quadratische γ''''-Phase und die flächenzentrierte kubische γ''-Phase. Die inländische Bezeichnung lautet GH4169. Im Vergleich zu anderen Hochtemperaturlegierungen weist Inconel 718 eine gute thermische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit sowie eine ausgezeichnete Ermüdungs- und Kriechbeständigkeit bei Temperaturen unter 650 ° C auf. Daher wird es häufig in verschiedenen Hot-End-Teilen von Flugzeugtriebwerken verwendet [ 1-3]. Die Zwölfkant-Senkkopfschraube Inconel 718 ist ein repräsentatives Produkt für Hochtemperatur- und hochfeste Verbindungselemente für die Luft- und Raumfahrt. Der Kopf wird normalerweise durch Heißstauchen geformt und die Verformung des Kopfes ist während der Verarbeitung relativ groß. Aufgrund der komplexen Legierungsphasenzusammensetzung und der verschiedenen Strukturen des Inconel 718-Materials Die Prozessplastizität ist schlecht und der Verformungswiderstand während der Warmumformung ist relativ groß, sodass die Schwierigkeit der Warmumformung erhöht ist. Insbesondere bei Zwölfkant-Senkkopfschrauben mit Senkkopfkegeln verstärkt die komplexe Kopfform die Inhomogenität des Temperaturfeldes bei der Wärmebehandlung zusätzlich, wodurch die Spannungsverteilungseigenschaften komplizierter werden als bei herkömmlichen Zwölfkant-Senkkopfschrauben. Die Verarbeitungsleistung verschlechtert sich und es ist schwierig, die Größen-, Metallografie- und Leistungsanforderungen der Teile zu gewährleisten. In diesem Artikel geht es um die Materialeigenschaften und strukturellen Eigenschaften von Zwölfkant-Senkkopfschrauben aus Inconel 718.

Inconel-Verbindungselemente, wie Inconel 600, 601, 625, 686, 718, 725 und X750-Verbindungselemente, sind eine Familie von Nickel-Chrom-Molybdän-Legierungen, die wegen ihrer hohen Festigkeit bei erhöhten Temperaturen und ihrer guten Korrosionsbeständigkeit verwendet werden. Aufgrund seiner hohen thermischen Stabilität kann Inconel bei Betriebstemperaturen im Bereich von kryogen bis 2200 °F (982 °C) verwendet werden. Der hohe Legierungsgehalt von Inconel-Befestigungselementen ermöglicht es, einer Vielzahl von stark korrosiven Umgebungen standzuhalten. In milden Umgebungen wie Atmosphäre, Meerwasser, neutralen Salzen und alkalischen Medien werden Inconel-Verbindungselemente nahezu nicht angegriffen. In stärker korrosiven Umgebungen bietet die Kombination aus Nickel und Chrom Beständigkeit gegenüber oxidierenden Chemikalien, während die hohen Nickel- und Molybdängehalte Beständigkeit gegenüber nicht oxidierenden Umgebungen bieten.

Inconel-Legierungen sind oxidationskorrosionsbeständige Materialien, die sich gut für den Einsatz in extremen Umgebungen eignen, die Druck und Hitze ausgesetzt sind. Beim Erhitzen bildet Inconel eine dicke, stabile, passivierende Oxidschicht, die die Oberfläche vor weiteren Angriffen schützt. Inconel behält seine Festigkeit über einen weiten Temperaturbereich, was für Hochtemperaturanwendungen attraktiv ist, bei denen Aluminium und Stahl aufgrund von thermisch induzierten Kristallleerstellen dem Kriechen unterliegen würden. Die Hochtemperaturfestigkeit von Inconel wird je nach Legierung durch Mischkristallverfestigung oder Ausscheidungshärtung entwickelt.