L'Inconel è più duro del titanio?
Inconel
Inconel è il nome commerciale di una serie di leghe ad alta temperatura di nichel-cromo prodotte da Specialty Metals. È estremamente resistente alle temperature estreme e può resistere a circa 2,000 gradi F (a seconda della lega) senza perdita di resistenza. Si comporta bene anche a basse temperature.
Oltre alle proprietà alle temperature estreme, Inconel presenta eccellenti proprietà meccaniche a temperatura ambiente. Ad esempio, Inconel 725 ha una resistenza alla trazione fino a 180 ksi, ovvero il doppio della resistenza dell'acciaio strutturale. Alcune leghe Inconel, come Inconel 718, sono indurite per precipitazione, il che ne aumenta ulteriormente la resistenza. L'Inconel è anche altamente resistente alla corrosione, compresa l'ossidazione, la vaiolatura, la corrosione interstiziale e le fessurazioni da corrosione.
Le proprietà dell'Inconel lo rendono un metallo prezioso da utilizzare nelle condizioni più impegnative. Tuttavia, come la maggior parte delle superleghe, è molto più costosa dei metalli comuni come acciaio, alluminio e titanio.
Lavorazione dell'Inconel
La resistenza dell'Inconel lo rende un materiale prezioso per l'uso in condizioni estreme, ma lo rende anche difficile da lavorare. È molto duro e soggetto a incrudimento durante la lavorazione, che può danneggiare gli utensili da taglio e deformare il pezzo.
L'Inconel distensivo attraverso il trattamento con soluzione di pre-lavorazione aiuta a ridurre la durezza superficiale e a limitare l'incrudimento, riducendo così lo stress e l'usura dell'utensile. Gli utensili da taglio in ceramica sono consigliati per la loro capacità di eseguire tagli rapidi e continui che riducono al minimo l'incrudimento. È anche importante evitare di beccare, il che aumenta l'incrudimento.
Saldatura Inconel
La maggior parte delle leghe Inconel sono difficili da saldare perché le saldature si rompono facilmente. Tuttavia, alcune leghe Inconel sono progettate per essere saldabili. Questi sono tipicamente saldati TIG (gas inerte di tungsteno) e utilizzano Inconel 625 (la lega Inconel più facile da saldare) come metallo d'apporto. Sebbene la saldatura TIG in genere non richieda materiale di apporto, è consigliata per la saldatura Inconel perché è molto difficile fondere due parti senza rompersi.
Applicazioni dell'Inconel
Grazie alla sua elevata resistenza chimica e alle alte temperature, Inconel è adatto per una varietà di applicazioni aerospaziali, petrolifere e del gas e marine. Alcuni casi d'uso comuni per Inconel includono:
Scarico del motore a reazione.
Turbina.
Connettore del tubo di scarico.
Pila di razzi.
Gasdotto naturale.
Pale dell'elica marina.
Viteria aerospaziale e navale.
Parti di macchinari pesanti.
L'Inconel è un materiale ideale quando sono richieste temperature estreme e resistenza alla corrosione, soprattutto quando le alte temperature ridurrebbero la resistenza e la resistenza all'ossidazione di altri metalli.
titanio
Il titanio è un metallo elementare con un rapporto resistenza/peso estremamente elevato, che lo rende utile per applicazioni come componenti strutturali aerospaziali in cui la riduzione del peso è fondamentale. Il titanio è resistente quanto l’acciaio ma pesa solo la metà. Tuttavia, queste proprietà hanno un prezzo più elevato rispetto ai metalli più comuni come l’alluminio e l’acciaio, sebbene generalmente siano molto più economici dell’Inconel.
Il titanio non reagisce con l'ossigeno e l'acqua a temperatura ambiente. Come l'Inconel, il titanio forma uno strato di ossido passivante sulla sua superficie per proteggere il materiale. Ciò rende il titanio estremamente resistente alla corrosione, resistente anche agli acidi forti come l'acido solforico e cloridrico. Inoltre, il titanio è biocompatibile e non tossico, il che ne consente l’utilizzo in molte applicazioni mediche.
Il titanio è disponibile in due gradi: titanio puro commerciale e titanio in lega. La lega più comune è Ti 6Al-4V, che è legata con alluminio e vanadio e rappresenta circa la metà del titanio totale utilizzato in tutto il mondo. Questa e altre leghe di titanio sono progettate per essere più dure, resistenti e/o più facili da lavorare rispetto al titanio puro. Il titanio commercialmente puro (CP) è più morbido e duttile delle leghe di titanio, ma la sua resistenza alla corrosione è eccezionale.
Lavorazione del titanio
Le proprietà che rendono il titanio un metallo così utile lo rendono anche difficile da lavorare. Come l'Inconel, il titanio è suscettibile all'incrudimento. Il titanio CP è anche molto appiccicoso durante la lavorazione, formando trucioli lunghi e continui che interferiscono con gli utensili da taglio. Questa proprietà lo rende anche soggetto a usura. Questo può essere ridotto utilizzando abbondante refrigerante ad alta pressione per rimuovere i trucioli il più rapidamente possibile e mantenere pulite le scanalature dell'utensile.
Quando si lavorano le leghe di titanio, evitare tagli interrotti e mantenere sempre l'utensile in movimento quando è a contatto con il pezzo. Un contatto eccessivo può causare attrito sull'utensile, generare calore eccessivo e portare all'incrudimento. La lavorazione a velocità inferiori e avanzamenti più elevati può ridurre significativamente la generazione di calore.
Mentre l'Inconel è molto duro e rigido, il titanio è più flessibile, quindi il pezzo richiede una presa forte e la configurazione della macchina più resistente possibile. Il titanio e le sue leghe sono molto elastici, il che può causare ritorno elastico e vibrazioni durante la lavorazione e può comportare una scarsa finitura superficiale.
titanio saldato
Il titanio e le sue leghe sono facili da saldare. Le tecniche e le attrezzature per la saldatura del titanio sono simili a quelle utilizzate per la saldatura di altri metalli di alta qualità, come l'acciaio inossidabile o le leghe a base di nichel. Tuttavia, il titanio richiede maggiore attenzione alla pulizia e alla protezione dai gas inerti rispetto ad altri metalli. L'inquinamento atmosferico può distruggere le saldature in titanio.
Applicazioni del titanio
Le proprietà meccaniche del titanio, in particolare il suo rapporto resistenza/peso, sono molto utili nell'industria aerospaziale e automobilistica. Ti 6AL-4V rappresenta quasi la metà di tutte le leghe utilizzate nelle applicazioni aerospaziali. È anche comunemente usato nell'industria medica grazie alla sua eccellente resistenza alla corrosione e biocompatibilità.
Alcuni usi comuni del titanio includono:
Motore e telaio dell'aereo.
Placcatura dell'armatura.
Nave della Marina.
navicella spaziale.
missile.
carrello di atterraggio.
tubo di scarico.
Giunti artificiali.
Hardware utilizzato per riparare o riparare le ossa.
Dispositivi medici impiantabili.
Attrezzatura sportiva.
