บทนำ
Inconel และ Titanium Alloys เป็นวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงที่สำคัญในวิศวกรรมสมัยใหม่ การเปรียบเทียบนี้สำรวจลักษณะสำคัญของพวกเขารวมถึงองค์ประกอบทางเคมีคุณสมบัติเชิงกลประสิทธิภาพอุณหภูมิและการใช้งานในอุตสาหกรรม โดยการตรวจสอบแง่มุมเหล่านี้เรามุ่งมั่นที่จะให้คำแนะนำที่ครอบคลุมสำหรับวิศวกรและนักออกแบบในการเลือกวัสดุ
องค์ประกอบทางเคมี (ตัวอย่างโลหะผสม)
| ธาตุ | อินโคเนล 718 | ไทเทเนียมเกรด 5 (TI-6AL-4V) |
|---|---|---|
| นิกเกิล | 50-55% | – |
| โครเมียม | 17-21% | – |
| เหล็ก | สมดุล | 0สูงสุด .40% |
| ไทเทเนียม | 0.65-1.15% | สมดุล |
| อลูมิเนียม | 0.20-0.80% | 5.5-6.75% |
| วาเนเดียม | – | 3.5-4.5% |
| โมลิบดีนัม | 2.80-3.30% | – |
| ไนโอเบียม | 4.75-5.50% | – |
คุณสมบัติทางกล
| คุณสมบัติ | อินโคเนล 718 | ไทเทเนียมเกรด 5 |
|---|---|---|
| ความต้านแรงดึง (MPa) | 1240-1450 | 895-1000 |
| ความแข็งแรงของผลผลิต (MPa) | 1036-1167 | 828-910 |
| การยืดตัว (%) | 12-21 | 10-15 |
| ความแข็ง (บริเนล) | 331-415 | 334-363 |
ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่างกัน
| อุณหภูมิ | อินโคเนล 718 | ไทเทเนียมเกรด 5 |
|---|---|---|
| อุณหภูมิห้อง | ความแข็งแรงและความเหนียวที่ยอดเยี่ยม | อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง |
| 200°ซ | รักษาความแข็งแกร่ง | ความแข็งแรงลดลงเล็กน้อย |
| 400°ซ | ยังคงแข็งแกร่ง | การลดความแข็งแรงอย่างมีนัยสำคัญ |
| 600°ซ | การเก็บรักษาความแข็งแรงที่ดี | ไม่แนะนำ |
| 800 ° C+ | ยังสามารถใช้งานได้ | ไม่เหมาะ |
การใช้งานในอุตสาหกรรม
| อุตสาหกรรม | อินโคเนล 718 | ไทเทเนียมเกรด 5 |
|---|---|---|
| การบินและอวกาศ | ใบพัดกังหันระบบไอเสีย | โครงสร้างเฟรมชิ้นส่วนเครื่องยนต์ |
| ยานยนต์ | ใบพัดเทอร์โบชาร์จเจอร์ | วาล์ว, แท่งเชื่อมต่อ |
| เคมี | เรือแรงดันเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน | ปั๊มวาล์ว |
| น้ำมันและก๊าซ | ส่วนประกอบ Wellhead | แอปพลิเคชันนอกชายฝั่ง |
| ทางการแพทย์ | – | รากฟันเทียมเครื่องมือผ่าตัด |
รูปร่างและขนาดที่มีอยู่
| รูปร่าง | อินโคเนล 718 | ไทเทเนียมเกรด 5 |
|---|---|---|
| แผ่น | ✓ | ✓ |
| จาน | ✓ | ✓ |
| บาร์ | ✓ | ✓ |
| ลวด | ✓ | ✓ |
| หลอด | ✓ | ✓ |
| การตีขึ้นรูป | ✓ | ✓ |
| ผง | ✓ | ✓ |
มาตรฐานการผลิต
| มาตรฐาน | อินโคเนล 718 | ไทเทเนียมเกรด 5 |
|---|---|---|
| ASTM | B637, B670 | B348, B381 |
| AMS | 5662, 5664 | 4911, 4928 |
| ASME | SB-637, SB-670 | SB-265, SB-348 |
มาตรฐานและเกรดระหว่างประเทศ
| ประเทศ | อินโคเนล 718 | ไทเทเนียมเกรด 5 |
|---|---|---|
| สหรัฐอเมริกา | US N07718 | US R56400 |
| เยอรมนี | 2.4668 | 3.7165 |
| ญี่ปุ่น | NCF 718 | ti-6al-4v |
| จีน | GH4169 | TA15 |
ลักษณะการเชื่อม
| ด้าน | อินโคเนล 718 | ไทเทเนียมเกรด 5 |
|---|---|---|
| ความสามารถในการเชื่อม | ดี | ดี แต่ต้องมีการป้องกัน |
| วิธีการที่ต้องการ | TIG, MIG, ELECTOR Beam | TIG, ลำแสงอิเล็กตรอน |
| การรักษาความร้อนหลังการแข่งขัน | มักจะต้องการ | มักจะไม่จำเป็น |
การแปรรูปและการรักษาความร้อน
| กระบวนการ | อินโคเนล 718 | ไทเทเนียมเกรด 5 |
|---|---|---|
| เครื่องจักรกล | จำเป็นต้องใช้เครื่องมือพิเศษที่ยาก | ความยากลำบากในระดับปานกลาง |
| การขึ้นรูป | สามารถเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิห้อง | มักเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูง |
| การรักษาความร้อน | วิธีแก้ปัญหา + การชุบแข็งอายุ | การหลอมการรักษาด้วยวิธีแก้ปัญหา |
| การทำงานที่เย็น | จำกัด | ปานกลาง |
ขัด
| ด้าน | อินโคเนล 718 | ไทเทเนียมเกรด 5 |
|---|---|---|
| การขัดได้ | ดี | ยอดเยี่ยม |
| วิธีการ | เครื่องกล, การขัดเงาด้วยไฟฟ้า | เครื่องจักรกลเคมี |
ข้อดีและข้อเสีย
| ด้าน | อินโคเนล 718 | ไทเทเนียมเกรด 5 |
|---|---|---|
| ข้อดี | •ความแข็งแรงสูงอุณหภูมิ •ความต้านทานการกัดกร่อน •ความต้านทานคืบ | •อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง •ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ •ความต้านทานการกัดกร่อน |
| ข้อเสีย | • แพง •ยากต่อการใช้เครื่อง • หนัก | • แพง •การใช้อุณหภูมิสูง จำกัด •แนวโน้มที่น่าเบื่อหน่าย |
ผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกันและการเปรียบเทียบ
| คุณสมบัติ | อินโคเนล 718 | ฮาสเตลลอย เอ็กซ์ | ไทเทเนียม Gr.5 | ti-3al-2.5V |
|---|---|---|---|---|
| ความแข็งแกร่ง (MPA) | 1240-1450 | 760 | 895-1000 | 620 |
| อุณหภูมิสูงสุด (° C) | 700 | 1,000 | 400 | 400 |
| ความหนาแน่น (ก./ซม.) | 8.19 | 8.22 | 4.43 | 4.48 |
| ค่าใช้จ่าย | สูง | สูงมาก | สูง | ปานกลาง |
| ความสามารถในการแปรรูป | ยากจน | ยากจน | ปานกลาง | ดี |
บทสรุป
การเปรียบเทียบนี้เน้นถึงข้อได้เปรียบที่แตกต่างของ Inconel และ Titanium Alloys Inconel เก่งในด้านความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงเหมาะสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและเคมี โลหะผสมไทเทเนียมนำเสนออัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่เหนือกว่าและความเข้ากันได้ทางชีวภาพการค้นหาการใช้งานในสาขาการบินและอวกาศและการแพทย์
การเลือกระหว่างวัสดุเหล่านี้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะเช่นอุณหภูมิการทำงานความต้องการความแข็งแรงข้อ จำกัด ด้านน้ำหนักและความต้านทานการกัดกร่อน ในฐานะที่เป็นความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ของวัสดุทั้งคู่มีแนวโน้มที่จะเห็นการปรับปรุงเพิ่มเติมและแอปพลิเคชันใหม่
เมื่อเลือกวัสดุให้พิจารณาปัจจัยที่เกี่ยวข้องทั้งหมดรวมถึงข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพความคุ้มค่าและความท้าทายในการประมวลผล ปรึกษากับซัพพลายเออร์วัสดุและผู้เชี่ยวชาญสำหรับข้อมูลและคำแนะนำล่าสุด
ภาพรวมนี้ทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการเลือกวัสดุ อ้างถึงคุณสมบัติเกรดเฉพาะเสมอและดำเนินการทดสอบอย่างละเอียดสำหรับแอปพลิเคชันที่สำคัญ ในขณะที่อุตสาหกรรมยังคงพัฒนาความเข้าใจและการใช้วัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงเหล่านี้อย่างถูกต้องจะยังคงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการขับเคลื่อนนวัตกรรมและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี