Elementi di fissaggio speciali in metallo - Elementi di fissaggio Inconel, bulloni, dadi, viti, rondelle

Inconel è un marchio registrato di Special Metals Corporation per una famiglia di superleghe austenitiche a base di nichel-cromo.

Le leghe di Inconel sono materiali resistenti all'ossidazione e alla corrosione, particolarmente adatti per il servizio in ambienti estremi sottoposti a pressione e calore. Quando riscaldato, Inconel forma uno strato di ossido spesso, stabile e passivante che protegge la superficie da ulteriori attacchi. Inconel mantiene la resistenza in un ampio intervallo di temperature, attraente per applicazioni ad alta temperatura in cui alluminio e acciaio soccomberebbero allo scorrimento a causa di vacanze di cristallo indotte termicamente. La resistenza alle alte temperature di Inconel è sviluppata dal rafforzamento della soluzione solida o dall'indurimento per precipitazione, a seconda della lega.

Inconel è un marchio registrato di Special Metals Corporation per una famiglia di superleghe austenitiche a base di nichel-cromo.

Le leghe di Inconel sono materiali resistenti all'ossidazione e alla corrosione, particolarmente adatti per il servizio in ambienti estremi sottoposti a pressione e calore. Quando riscaldato, Inconel forma uno strato di ossido spesso, stabile e passivante che protegge la superficie da ulteriori attacchi. Inconel mantiene la resistenza in un ampio intervallo di temperature, attraente per applicazioni ad alta temperatura in cui alluminio e acciaio soccomberebbero allo scorrimento a causa di vacanze di cristallo indotte termicamente. La resistenza alle alte temperature di Inconel è sviluppata dal rafforzamento della soluzione solida o dall'indurimento per precipitazione, a seconda della lega.

Le leghe Inconel sono tipicamente utilizzate in applicazioni ad alta temperatura. Nomi commerciali comuni per

Inconel Alloy 625 includono: Inconel 625, Chronin 625, Altemp 625, Haynes 625, Nickelvac 625 e Nicrofer 6020.

Inconel Alloy 600 include: NA14, N06600, BS3076, 2.4816, NiCr15Fe (FR), NiCr15Fe (UE) e NiCr15Fe8 (DE).

Inconel 718 includono: Nicrofer 5219, Superimphy 718, Haynes 718, Pyromet 718, Supermet 718 e Udimet 718.

Composizione:

Le leghe di Inconel variano ampiamente nelle loro composizioni, ma tutte sono prevalentemente di nichel, con il cromo come secondo elemento.

Proprietà:

Le leghe Inconel sono materiali resistenti all'ossidazione e alla corrosione, particolarmente adatti per il servizio in ambienti estremi soggetti a carichi meccanici elevati. Quando riscaldato, Inconel forma uno strato di ossido passivante spesso e stabile che protegge la superficie da ulteriori attacchi. Inconel mantiene la forza in un ampio intervallo di temperature, attraente per applicazioni ad alta temperatura in cui alluminio e acciaio soccomberebbero allo scorrimento a causa di vacanze cristalline indotte termicamente (vedi equazione di Arrhenius). La resistenza alle alte temperature di Inconel è sviluppata dal rafforzamento della soluzione solida o dal rafforzamento per precipitazione, a seconda della lega. Nelle varietà resistenti all'invecchiamento o alle precipitazioni, piccole quantità di niobio si combinano con il nichel per formare il composto intermetallico Ni3Nb o gamma double prime (γ″). Gamma prime forma piccoli cristalli cubici che inibiscono efficacemente lo scorrimento e lo scorrimento a temperature elevate. La formazione di cristalli gamma-prime aumenta nel tempo, soprattutto dopo tre ore di esposizione al calore di 850 ° C (1.560 ° F), e continua a crescere dopo 72 ore di esposizione.

Lavorazione:

L'Inconel è un metallo difficile da modellare e lavorare con le tradizionali tecniche di formatura a freddo a causa del rapido incrudimento. Dopo la prima passata di lavorazione, l'incrudimento tende a deformare plasticamente sia il pezzo che l'utensile nelle passate successive. Per questo motivo, gli Inconel induriti per invecchiamento come il 718 vengono lavorati utilizzando un taglio aggressivo ma lento con un utensile duro, riducendo al minimo il numero di passaggi necessari. In alternativa, la maggior parte della lavorazione può essere eseguita con il pezzo in a"risolto" forma, con solo le fasi finali eseguite dopo l'invecchiamento.

Le filettature esterne vengono lavorate utilizzando un tornio per "punto singolo"le filettature o rullando le filettature allo stato di solubilizzazione (per leghe temprabili) mediante avvitatrice. Inconel 718 può anche essere filettato a rullo dopo l'invecchiamento completo utilizzando il calore a induzione a 700 ° C (1.290 ° F) senza aumentare la granulometria. [citazione necessaria] I fori con filettatura interna sono realizzati mediante fresatura a filettare. Le filettature interne possono anche essere formate utilizzando una elettroerosione a tuffo (EDM).

Il taglio di una lastra viene spesso eseguito con una taglierina a getto d'acqua. Per la lavorazione delle leghe di nichel vengono utilizzate anche nuove frese in ceramica rinforzate con baffi. Rimuovono il materiale a una velocità tipicamente otto volte più veloce delle frese in metallo duro. Oltre a questi metodi, le parti Inconel possono essere prodotte anche mediante fusione laser selettiva e lavorazione elettrochimica.

Più spesso della lavorazione a macchina, la rettifica a getto d'acqua o laser è un metodo preferito ed economico per la formatura e la finitura di componenti in lega di nichel. A causa della durezza degli abrasivi utilizzati, le mole non sono influenzate dall'incrudimento del materiale e rimangono affilate e durevoli.

Usi:

Inconel si incontra spesso in ambienti estremi. È comune nelle pale delle turbine a gas, nelle guarnizioni e nei combustori, così come nei rotori e nelle guarnizioni dei turbocompressori, negli alberi del motore delle pompe sommergibili elettriche, negli elementi di fissaggio ad alta temperatura, nei processi chimici e nei recipienti a pressione, nei tubi dello scambiatore di calore, nei generatori di vapore e nei componenti principali nei sistemi nucleari pressurizzati. reattori ad acqua, trattamento del gas naturale con contaminanti come H2S e CO2, deflettori antideflagranti per armi da fuoco e sistemi di scarico Formula Uno, NASCAR, NHRA e APR, LLC. Viene anche utilizzato nel sistema turbo della Mazda RX7 di terza generazione e nei sistemi di scarico delle motociclette Norton con motore Wankel ad alta potenza, dove le temperature di scarico raggiungono più di 1.000 °C (1.830 °F). Inconel è sempre più utilizzato nelle caldaie degli inceneritori di rifiuti. Il Joint European Torus e i tokamak DIII-D' i recipienti sottovuoto sono realizzati in Inconel. Inconel 718 è comunemente usato per serbatoi di stoccaggio criogenico, pozzi di fondo pozzo e parti di testa di pozzo.

Diverse applicazioni di inconel nel settore aerospaziale includono:

Lo Space Shuttle ha utilizzato quattro perni Inconel per fissare i propulsori a razzo solido alla piattaforma di lancio, otto perni in totale hanno sostenuto l'intero peso del sistema Shuttle pronto al volo. Otto dadi frangibili sono racchiusi all'esterno dei propulsori a razzo solido, al momento del lancio gli esplosivi hanno separato i dadi rilasciando lo Shuttle dalla sua piattaforma di lancio.

L'aviazione nordamericana ha costruito la pelle dell'aereo a propulsione a razzo X-15 nordamericano con una lega di Inconel.

Rocketdyne ha utilizzato Inconel X-750 per la camera di spinta del motore a razzo F-1 utilizzato nel primo stadio del booster Saturn V.

SpaceX utilizza inconel (Inconel 718) nel collettore del motore del suo motore Merlin che alimenta il veicolo di lancio Falcon 9.

In un primo per la stampa 3D, il motore a razzo SpaceX SuperDraco che fornisce il sistema di fuga di lancio per la capsula spaziale Dragon V2 che trasporta l'equipaggio è completamente stampato. In particolare, la camera di combustione del motore è stampata in Inconel mediante un processo di sinterizzazione laser diretta del metallo, e opera a temperature molto elevate e una pressione della camera di 6,9 megapascal (1.000 psi).

SpaceX ha lanciato i collettori del motore a razzo Raptor da SX300 in seguito SX500 che sono in lega di nichel monocristallo (miglioramento rispetto alle vecchie leghe Inconel).

Inconel è utilizzato anche nell'industria automobilistica:

Tesla utilizza Inconel al posto dell'acciaio nel contattore del pacco batteria principale della sua Model S in modo che rimanga elastico sotto il calore della forte corrente. Tesla afferma che ciò consente a questi veicoli aggiornati di aumentare in sicurezza la potenza massima del pacco da 1300 a 1500 ampere, consentendo un aumento della potenza erogata (accelerazione) Tesla si riferisce a come"Modalità ridicola".

Ford Motor Company sta utilizzando Inconel per realizzare la ruota della turbina nel turbocompressore dei suoi motori diesel EcoBlue introdotti nel 2016.

Le valvole di scarico sui motori da corsa NHRA Top Fuel e Funny Car sono realizzate in Inconel.[senza fonte] L'Inconel è utilizzato anche nella produzione di valvole di scarico nei motori turbo aftermarket ad alte prestazioni e nei motori Mazda Miata sovralimentati (vedi Flyin' Miata).

Ford Australia ha utilizzato le valvole Inconel nei loro motori Barra turbo. Queste valvole si sono dimostrate molto affidabili, con una potenza superiore a 1900 cavalli.

Da allora BMW ha utilizzato Inconel nel collettore di scarico della sua auto di lusso ad alte prestazioni, la BMW M5 E34 con l'iconico motore S38, resistendo a temperature più elevate e riducendo la contropressione.

Jaguar Cars ha montato, nella sua auto sportiva ad alte prestazioni Jaguar F-Type SVR, un nuovo sistema di scarico in titanio Inconel leggero di serie che resiste a temperature di picco più elevate, riduce la contropressione ed elimina 16 kg (35 libbre) di massa dal veicolo.

Rolled Inconel è stato spesso utilizzato come supporto di registrazione incidendo in registratori a scatola nera sugli aerei.

Le alternative all'uso di Inconel in applicazioni chimiche come scrubber, colonne, reattori e tubi sono Hastelloy, acciaio al carbonio rivestito di perfluoroalcossi (PFA) o plastica rinforzata con fibre.