موضوع مقاله: اینکونل ۷۱۸ | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # اینکونل ۷۱۸ | مقدمه: این آلیاژ که در دهه ۱۹۶۰ میلادی توسعه یافت، امروزه به عنوان پرکاربردترین سوپرآلیاژ در صنایع هوافضا، توربین گازی و کاربردهای سرمایشی (Cryogenic) شناخته می‌شود. | ## بخش 1: اینکونل ۷۱۸ | توانایی استثنایی این ماده در حفظ خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خزش تا دمای حدود ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد، آن را به ستون فقرات موتورهای جت مدرن تبدیل کرده است.Reed, R. جایگزین=Inconel 718|چپ|227x227پیکسل تاریخچه و ضرورت توسعه صنعتی پیش از ابداع اینکونل ۷۱۸، اکثر سوپرآلیاژهای پایه نیکل که با فاز تقویت می‌شدند، در هنگام جوشکاری با مشکلات جدی مواجه بودند. سرعت رسوب‌گذاری بالای این فاز باعث می‌شد که آلیاژ حین گرم و سرد شدن سریع در فرآیند جوش، دچار «ترک‌خوردگی ناشی از پیرسازی مجدد» شود. در سال ۱۹۶۲، "هربرت آیزلستاین" با معرفی مقادیر کنترل‌شده نیوبیوم، این مشکل را حل کرد. این ویژگی به صنعت اجازه داد تا قطعات عظیم و پیچیده‌ای که نیاز به جوشکاری‌های متعدد دارند (مانند محفظه‌های احتراق) را بدون نقص تولید کنند. امروزه اینکونل ۷۱۸ بیش از ۳۰ درصد از وزن کل موتورهای جت توربوفن مدرن را تشکیل می‌دهد. ترکیب شیمیایی و نقش دقیق عناصر آلیاژی ترکیب شیمیایی اینکونل ۷۱۸ بر اساس استاندارد ASTM B637 و مشخصات UNS N07718 تنظیم می‌شود. عنصر درصد وزنی نقش متالورژیکی و فنی نیکل (Ni) ۵۰٫۰ – ۵۵٫۰ عنصر پایه؛ ایجاد زمینه آستنیتی با ساختار FCC و چقرمگی بالا. | ## بخش 2: اینکونل ۷۱۸ | مولیبدن (Mo) ۲٫۸۰ – ۳٫۳۰ تقویت محلول جامد و مقاومت در برابر خوردگی شیاری و حفره‌ای. آلومینیوم (Al) ۰٫۲۰ – ۰٫۸۰ بهبود مقاومت به اکسیداسیون و تشکیل رسوبات تقویت‌کننده. تحلیل عمیق متالورژیکی عناصر نیکل: به عنوان ستون فقرات آلیاژ، مسئول حفظ ساختار FCC است که باعث می‌شود ماده در دماهای فوق‌سرد (کایوژنیک) نیز ترد نشود. نیوبیوم باعث تشکیل فاز می‌شود که به دلیل ساختار BCT، اعوجاج شدیدی در شبکه ایجاد کرده و مانع حرکت نابجایی‌ها می‌شود. مولیبدن: با قرارگیری در بین اتم‌های نیکل، لغزش صفحات کریستالی را در دماهای بالا دشوار کرده و مقاومت به خزش را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. متالورژی فیزیکی و فازهای رسوبی استحکام خیره‌کننده این آلیاژ حاصل توزیع فازهای بین‌فلزی در ابعاد نانومتری است: فاز (گاما): زمینه اصلی آستنیتی که محلول جامدی از عناصر نیکل، کروم و آهن است. تشکیل بیش از حد آن در دماهای بالای ۹۰۰ درجه باعث کاهش استحکام می‌شود، اما مقدار کمی از آن در مرز دانه‌ها برای جلوگیری از رشد دانه‌ها در حین فورجینگ حیاتی است. پیرسازی (Aging): مرحله اول در ۷۲۰ درجه به مدت ۸ ساعت و مرحله دوم در ۶۲۰ درجه به مدت ۱۰ ساعت. | ## بخش 3: اینکونل ۷۱۸ | خواص مکانیکی و فیزیکی اینکونل ۷۱۸ دارای تعادل بی‌نظیری از استحکام و چقرمگی است: استحکام تسلیم: حدود ۱۰۳۵ مگاپاسکال در دمای محیط که تا ۵۵۰ درجه ثابت می‌ماند. مقاومت به خستگی: به دلیل ساختار ریزدانه و توزیع رسوبات، مقاومت بسیار بالایی در برابر بارگذاری‌های چرخه‌ای دارد. چقرمگی شکست: این آلیاژ در برابر رشد ترک بسیار مقاوم است، که ایمنی قطعات دوار موتور هواپیما را تضمین می‌کند. گرمای حاصل از برش به سرعت ابزار را تخریب می‌کند؛ بنابراین استفاده از ابزارهای سرامیکی و خنک‌کننده‌های فشار بالا ضروری است. ساخت افزایشی (چاپ سه‌بعدی) به دلیل قابلیت جوش‌پذیری عالی، این آلیاژ امروزه ماده اصلی در روش‌های چاپ سه‌بعدی فلزی (مانند SLM) است. این فناوری اجازه می‌دهد قطعاتی با مجاری داخلی پیچیده که با ریخته‌گری غیرممکن است، تولید شوند. مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون حضور ۱۸ درصد کروم باعث می‌شود که این آلیاژ حتی در تماس با بخار آب داغ و گازهای خروجی اگزوز، دچار خوردگی نشود. همچنین در صنعت نفت، این ماده در برابر «گاز ترش» مقاومت فوق‌العاده‌ای نشان می‌دهد و دچار تردی هیدروژنی نمی‌شود. | ## جمع‌بندی | موتورهای راکت: استفاده در توربوپمپ‌های سوخت کرایوژنیک (مانند موتورهای اسپیس‌اکس).