ما الذي يجعل Inconel 718 لا غنى عنه في الجيل القادم من محركات الطيران

عندما يتم تكليف المهندسين بتصميم مكونات يجب أن تبقى داخل قلب المحرك النفاث-وهي بيئة مشبعة بدرجة حرارة حارقة وقوى دوران عالية وغازات قوية كيميائيًا-فإنهم غالبًا ما يتحولون إلى مادة واحدة: Inconel 718.

هذا ليس عرضي إن إنكونيل 718 ليست مجرد سبيكة فائقة أخرى ؛ إنها نتاج عقود من التنقية المعدنية ، تقدم مزيجًا فريدًا من مقاومة الزحف وقوة التعب وقابلية اللحام. إنها ذات قيمة خاصة لقدرتها على الحفاظ على قوة ميكانيكية عالية تصل إلى حوالي 700 درجة مئوية. هذه النافذة-بين 600 درجة مئوية و 700 درجة مئوية-هي المكان الذي يفشل فيه العديد من الفولاذ عالي القوة وسبائك التيتانيوم. Inconel 718 يزدهر هناك.

داخل أقسام التوربينات عالية الضغط في محركات الطائرات ، حيث تتعرض الأقراص والشفرات لكل من حمولات الطرد المركزي الشديدة والتعرض لفترات طويلة لدرجات الحرارة المرتفعة ، تلعب آلية هطول الأمطار المزدوجة لمرحلتي Inconel 718-γ و γSHS-دورا حاسما. المرحلة اليونانية (ni nb) ، الفريدة لهذا النظام السبائكي ، تعمل كحاجز نانوي لحركة التفكك. فإنه يصلب المواد دون المساس ليونة. النتيجة: مكونات لن تشوه أو تتشقق تحت الضغط ، حتى بعد آلاف دورات الطيران.

سبب آخر لهيمنتها في الفضاء الجوي ؟ قابلية اللحام. العديد من السبائك الفائقة تعاني من تكسير ساخن أثناء اللحام ، خاصة عند العمر. غير أن Inconel 718 أكثر تسامحًا بسبب حركتها البطيئة لهطول الأمطار. يمكن للمهندسين تصنيع الأجزاء المعقدة ، ولحام الهياكل الحرجة ، ثم تطبيق المعالجة الحرارية الكاملة بعد اللحام لاستعادة الخصائص-دون مخاطر الفشل الكارثي.

محركات الجيل الجديد ، مثل تلك المستخدمة في المراوح التوربينية ذات نسبة الالتفافية العالية ، تعتمد الآن على التصنيع الإضافي (AM) لإنتاج أجزاء Inconel 718 محسنة للغاية مع قنوات تبريد داخلية أو هياكل شبكية أو وظائف متكاملة. ومع ذلك ، فإن AM يقدم تحديات مجهرية-المسامية ، الحبوب العمودية ، الضغوط المتبقية-التي يجب تخفيفها من خلال الضغط المتساوي (الورك) الساخن وبروتوكولات المعالجة الحرارية الدقيقة.

في الممارسة العملية ، تواصل شركة تصنيع المعدات الأساسية للطيران تحديد Inconel 718 ليس فقط لأدائها ، ولكن من أجل القدرة على التنبؤ بمعالجتها وتاريخ التأهيل الشامل. لا توجد مادة مثالية ، ويفقد Inconel 718 قوته فوق 700 درجة مئوية. ولكن ضمن نطاقه ، لا يزال لا مثيل له. إن حقيقة أنه لا يزال قيد الاستخدام بعد أكثر من 60 عامًا من التطوير تتحدث عن المعادن المدروسة وراءها-ودوره الذي لا غنى عنه في دفع الطيران إلى حافة الفيزياء.