Inconel-Metall vs. Edelstahl

Bei der Herstellung eines neuen Teils ist eine wichtige Frage, welches Metall verwendet werden soll. Obwohl die Wahl einfach sein kann, beispielsweise die Wahl eines einfachen Kohlenstoffstahls, weil dieser billig ist, gibt es für andere Anwendungen möglicherweise keine so eindeutigen Antworten. Bei der Entscheidung für ein zu verwendendes Material und eine Methode zur Herstellung dieses Teils müssen einige Fragen beantwortet werden:

1. Unter welchen Bedingungen wird sich dieser Teil befinden?

2. Welche Kraft brauche ich?

3. Welchen Preis muss dieses Teil haben?

Wenn ein Teil bei hohen Temperaturen eine hervorragende Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweisen muss, sind Inconel-Legierungen am besten geeignet. Andererseits eignet sich eine Edelstahllegierung möglicherweise besser für ein Teil zur Handhabung medizinischer Hilfsmittel. Der Rest dieses Beitrags dokumentiert, welche anderen Anwendungen Sie für Inconel-Metall oder Edelstahl verwenden können.

Inconels-Metalle sind eine Klasse von Superlegierungen auf Nickel-Chrom--Basis, die sich durch hohe Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Festigkeit bei hohen Temperaturen und Kriechfestigkeit auszeichnen. Inconel ist aufgrund zweier Faktoren in der Lage, erhöhten Temperaturen und extrem korrosiven Umgebungen standzuhalten.

Zunächst wird die intermetallische Verbindung Ni3Nb in der Gamma-Doppelstrichphase (ɣ'') gebildet. Diese intermetallische Phase fungiert als „Kleber“ an den Korngrenzen. Dieser „Kleber“ verhindert, dass die Körner größer werden, wenn sie auf hohe Temperaturen erhitzt werden (meist bedeuten kleinere Körner eine hohe Festigkeit und größere Körner führen zu einer höheren Duktilität). Zweitens weist Inconel-Metall aufgrund der Passivierungsschicht, die sich beim Erhitzen bildet, eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf. Beide Faktoren machen Inconel zu idealen Legierungen für Anwendungen von Heißgasturbinen bis hin zu Tiefseebrunnenbohrungen. Was ist also der Nachteil dieser Legierungen? Sie sind teuer, schwer zu bearbeiten und schwer zu bearbeiten.

Edelstähle zeichnen sich durch einen Chromgehalt von mehr als 10,5 Gew.-% aus. Es gibt fünf Klassen von rostfreien Stählen:

Austenitisch

Ferritisch

Martensitisch

Duplex

Ausscheidungshärtbar

Diese rostfreien Stähle sind nach der Mikrostruktur benannt, die sich in diesen Legierungen bildet. Duplex-Edelstahl ist eine Mischung aus austenitischen und ferritischen Mikrostrukturen, und die Ausscheidungshärtung bedeutet, dass sich Ausscheidungen bilden können, die die Festigkeit dieser Klasse von rostfreien Stählen erhöhen. Die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Edelstahls hängt von diesen Mikrostrukturen ab. Beispielsweise werden austenitische Edelstähle die Klasse der rostfreien Stähle mit der höchsten Duktilität, aber auch die Korrosionsbeständigste sein. Andererseits weist die martensitische Klasse typischerweise eine viel höhere Festigkeit, aber eine geringere Korrosionsbeständigkeit auf. Austenitische rostfreie Stähle haben eine größere, gleichachsigere Kornstruktur, die ihnen diese Eigenschaften verleiht, verglichen mit der kleineren Drehstruktur, die bei martensitischen rostfreien Stählen zu finden ist.

Alle rostfreien Stähle haben eine höhere Korrosionsbeständigkeit als herkömmliche Stähle und sind in allen Bereichen zu finden, von Küchenbesteck und Bauanwendungen bis hin zu biomedizinischen und Lebensmittelzubereitungsanwendungen.

Zum einen ist Inconel deutlich teurer als Edelstahllegierungen. Inconel weist außerdem eine wesentlich bessere Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit bei hohen Temperaturen auf. Bei niedrigeren Temperaturen haben Stähle wie 17-4PH-Edelstahl jedoch eine höhere Festigkeit als Inconel. Bei der Entscheidung zwischen den beiden verschiedenen Legierungen sind vor allem Kosten, Temperatur und Festigkeit ausschlaggebend. Wenn ein kostengünstigeres, aber relativ stabiles Teil benötigt wird, ist Edelstahl wahrscheinlich die richtige Wahl. Wenn eine luftkritische Komponente mit hohen Temperaturanforderungen erforderlich ist, ist Inconel eine viel bessere Legierung für diese Anwendung.

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