İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ

DOÇ. DR. SUAT YILMAZ

INCONEL 718 ALAŞIMI SUNUMU

İÇİNDEKİLER

 İNCONEL 718 ‘İN TANIMI  TİPİK ANALİZ YÜZDELERİ  FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ  MEKANİK ÖZELLİKLERİ  KULLANIM ALANLARI  KAYNAKLAR

INCONEL 718’İN TANIMI  Inconel 718 çökelme ile sertleştirilebilen nikel-krom alaşımıdır.  Bu alaşım içerisinde önemli miktarlarda niyobiyum ve molibden ile birlikte daha az miktarda alüminyum ve titanyum bulunmaktadır.

 Inconel 718 korozyona karşı direnç, yüksek sertlik ile mükemmel kaynak kabiliyeti ve kaynak sonrası çatlamaya karşı direnç özelliklerini birarada bulundurur.

 Inconel 718 alaşımı 700

°

c ‘ ye kadar mükemmel sürünme mukavemetine sahiptir.

 Inconel 718’ in kullanıldığı yerler : Gaz türbinleri Roket motorları Nükleer reaktörler Uzay araçları Pompalar talaşlı imalatta kullanılan kesici uçlardır.

TİPİK ANALİZ YÜZDELERİ



Ni(+Co):% 50 – 55



Cr: %17 - 21



Fe: balance



Co:% 1



Mo: %2.8 - 3.3



Nb(+Ta):% 4.75 5.5



Ti: %0.65 - 1.15



Al: %0.2 -0.8



C: %0.08



Mn: %0.35



Si: %0.35



B: %0.006



Cu: %0.3

FİZİKSEL ÖZELLİKLER

Fiziksel Özellikler Yoğunluk gr / cm 3 Erime Noktası

°

F Isıl İletkenlik w/m.k

Ortalama Isısal Genleşme Sabiti μin./in. ·

°

F μm/m · K Elektriksel Direnç Öz ısıJ/kg · K - Btu/lb ·

°

F Curie Sıcaklığı Değerler

8.5

*** 1260 - 1336 ° F) ° C (2300 - 2437 11.4

7.2-13.0

1250 n · m 435-0.104

-112 ° C (-170 ° F)

MEKANİK ÖZELLİKLER

Test

Sıcaklığı

°F

200 400 600 800 1000 1200 1400

°C

93 204 316 427 538 649 760 156 155 149 110

0.2% Akma Dayanımı ksi

170 163 159

MPa

1172 1124 1096 1076 1069 1027 758

Çekme Dayanımı ksi

204 198 195 191 185 168 110

MPa

1407 1365 1344 1317 1276 1158 758

% Uzama

21.0

20.0

20.0

19.0

18.0

19.0

27.0

Şekillendirme :

Alaşım iyi bir yumuşaklığa sahiptir ve konvensiyonel yöntemlerin bir çoğu şekillendirmede kullanılabilir. Çünkü alaşım tipik çelik alaşımlarına kıyasla daha mukavimdir ve bu yüzden şekillendirme araçlarının biraz daha güçlü olması yeterlidir. Alaşımın soğuk işlenmesinde ağır yağ kullanımının faydası vardır.

Birleştirilmesi:

Genel olarak kullanılan kaynak metodları bu alaşım için uygundur. Ancak kaynak esnasında birleştirme yüzeyinde eş malzemenin kullanımı gereklidir. Eğer eş malzeme temin edilemiyorsa alaşım elemanlarından Ni, Co, Cr veya Mo kullnaımıda uygun olabilir.

Kaynak yüzeyinin bir miktar konveks(dışbükey) olması daha iyi sonuç verir. Kaynak esnasında yüzeylerin ön ısıtılmasına gerek yoktur ancak yüzey temiz ve yağsız olmalıdır ve temizlenen alan kaynak uygulama noktasından itibaren 2’’ uzunluğunda olmalıdır.

Gaz tungsten ark kaynağı kullanımı yaygındır.Bunun yanında kılıflı ark metal kaynağıda kullanılır

Tedarik:

Rolex alloys international company adlı firma tarafından roll bar lar şeklinde piyasaya sunulmaktadır.Çeşitleri arasında ise Inconel 600, Inconel 601, Inconel 625, Inconel 718, Inconel X-750 tipinde farklı çeşitleri bulunur.

Fig. 22 Shear strength of Inconel 718 vs. temperature

Inconel 718; 1300 alaşımdır.

° F ‘a kadar çok iyi çekme mukavemetine sahip olacak biçimde tasarlanmış sertleştirilebilir nikel Yaşlandırma sertleştirmesine yavaş cevabından dolayı; ısıtma ve soğutma prosesleri esnasında kendiliğinden bir sertleşme olmaksızın tavlama ve kaynaklamaya izin verir.

Alüminyum ve titanyum ile sertleştirilmiş diğer nikel süper alaşımlarla karşılaştırıldığında kaynaklanabilme özelliği çok iyidir.

Inkonel Nikel - Krom Alaşımı (76Ni - 16Cr - 8Fe) Yüksek korozyon direnci,iyi mukavemet ve özellikle yüksek sıcaklıkta oksitlenmeye karşı mükemmel direncin istendiği durumlarda kullanılır.

20ºC’deki yoğunluğu 8.51 gr/cm³’tür.Sıcak çalışma aralığı 870-1260ºC arasıdır.

Tavlama sıcaklığı 870ºC’de 3 saat ve 980ºC’de 7-15 dakika arasındadır . Metal-ark kaynağında doğru akımın yanında alternatif akımda kullanılır.

Isıl İşlem:

1900 F sıcaklıkta tavlanır ve daha sonra havada soğutma yapılır. En iyi çekme mukavemeti ve stres kopmaya karşı direncini elde etmek için aşağıdaki ısıl işlem yapılır. 1 hr 1750 ° F tan 1800 ° F (954 to 982 ° C) havada soğutma + 8hr 1325 ° F (718 ° C) soğutma 100 ° F /hr to 1150 ° F (56 ° C/hr to 621 ° C), 8 hrs bekletilir ve havada soğutulur.

İşlenebilirlik

:

 Genel işleme metodları ile işlem yapılabilir. Malzeme tavlanmış veya yaşlandırma sertleştirmesi yapılmış formda işlenebilir. Yaşlandırma ile sertleştirilmiş hali işlenmeye daha müsaittir ve daha iyi bir yüzey verir.

Türbin motoru yanma odası bileziği

KULLANIM ALANLARI

 Nikel alaşımlar diskler ve dönel bilezikler için kullanılmaktadır. Bunlardan en yaygını IN718'dir ve yüksek basınç kompresör ve türbinin arka kademelerinde kullanılmaktadır. Bu süper alaşımların, 750 ° C'nin altında iyi dinamik mukavemet değerleri bulunmaktadır.

Son yıllarda farklı çalışma sıcaklıklarına sahip çeşitli alaşımlar geliştirilmiştir. Bunlardan en önemlilerinden IN718 süperalaşımdır. Dökümü, polikristalli ve eşeksenli bir mikroyapıya sahiptir. Günümüzde IN718, sıcaklığın türbinlere göre daha düşük olduğu düşük basınç kompresörünün arka kademelerdeki sabit ve hareketli kanatçıklarda uygulanmaktadır.

Ringlerin Püskürtme Dökümü

Püskürtme döküm prosesi Şekil 6 'da şematik olarak gösterilmiştir. Bir endüksiyon ocağında ergitilen alaşım, vakumlu seramik bir pota içerisindedir. Ergimiş alaşım buharı halindedir ve yüksek saflıkta bir argon gazı kütlesi ile püskürtülür. Üretimi amaçlanan parçanın iç profillerini içeren işlenmiş ve ön ısıtma ile ısıtılmış kalıba ergimiş alaşım doldurulur. Püskürtülen bu alaşım, hızlı soğutulma hızına bağlı olarak, çok homojen ve küçük tanecik iriliğine haiz (ASTM 5-7) bir malzeme olur

Püskürtme dökümünün üstünlükleri, hafifliği ve işlem adımların azlığıdır. Bu da maliyet ve zamanı azaltmaktadır. Düşük çevrimli yorulmalarda, püskürtme döküm teknolojisinin sunduğu mekanik özellikler (özellikle IN718 malzemesinde), dövme ve ring çekme teknolojilerine göre aynı ya da biraz daha iyidir. Malzeme işlemesinde, özellikle kesme hızı %25 artar. İnce tanecikli yapıda olduğu için, malzemenin tahribatsız muayenesi (NDT) daha iyidir. PW 4000 motorunun yüksek sıcaklık türbin'ine ait püskürtme döküm parçaları (IN 718), 1000 saatlik dayanıklılık test çevrimini başarı ile tamamlamıştır. Önümüzdeki yıllarda püskürtme şekillendirmesi ile üretilen parçalar (örneğin türbin kovanları), ticari motorlarda daha çok kullanılacaktır

Inconel Dökümü

Concept drawing of a metallic thermal protection system employing attachment clips to join a hot Inconel 718 aeroshell to a Ti-6 4 integrally stiffened tank structure

FİNAL ROTOR AND STATOR DESIGN GAS TURBINE ROTOR GAS TURBINE TEST SKID DESIGN GAS TURBINE TEST SKID

HAZIRLAYANLAR

 ELÇİN ÖZDEMİR  ÖZLEM ŞİMŞEK  ÇAĞLA BİRGEN  AYKUT YILMAZ

Kaynaklar

       http://www.mmo.org.tr/muhendismakina/arsiv/2004/maka le_ucakmotoru.htm

http://www.metaldunyasi.com/tr/endhaber.asp http://ortysh.ideaboard.net/kayit-dii-ve-tyyolar-d f56/ucak-malzemelery-t359.htm

http://www.yayse.com/index.php?lang=tr&mod=common _material Asm handbook Element of materials science and engineering http://www.espimetal.com