Inconel

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Werkstück aus Inconel

Inconel ist ein Markenname der Firma Special Metals Corporation für eine Reihe von korrosionsbeständigen Nickelbasislegierungen. Sie werden vor allem für Hochtemperatur-Anwendungen benutzt. Im englischen Sprachraum werden sie oft mit Inco abgekürzt. Neben Inconel sind auch die Handelsnamen Chronin, Altemp, Haynes, Nickelvac und Nicrofer üblich.[1][2]

Zusammensetzung[Bearbeiten]

Die einzelnen Produkte besitzen unterschiedliche Zusammensetzungen. Allen gemein ist Nickel als Hauptkomponente und Chrom als wichtigste Nebenkomponente. Zusätzlich können die folgenden Elemente enthalten sein: Eisen, Molybdän, Niob, Kobalt, Mangan, Kupfer, Aluminium, Titan, Silizium, Kohlenstoff, Schwefel, Phosphor oder Bor.[3][4][5]

Eigenschaften[Bearbeiten]

Die Legierungen sind gegen Korrosion beständig, so dass sie für die Anwendung in extremen Umgebungen geeignet sind. Beim Erhitzen bildet sich eine dicke, stabile Oxidschicht, die die Oberfläche schützt. Die Festigkeit bleibt über einen breiten Temperaturbereich erhalten. Dies macht die Legierungen insbesondere für Hochtemperaturanwendungen interessant, bei denen Aluminium und Stahl instabil sind.

Verarbeitung[Bearbeiten]

Inconel-Legierungen gelten als schwer verarbeitbar für klassische Umformtechniken, da eine schnelle Kaltverfestigung einsetzt. Bei weiteren Umformschritten wird daher entweder die Werkzeugmaschine oder das Werkstück deformiert. Aus diesem Grund wird zumeist eine leistungsstarke, aber langsame Werkzeugmaschine verwendet, so dass die Anzahl der benötigten Verfahrensschritte möglichst klein gehalten wird. Alternativ können auch nur die letzten Verfahrensschritte kalt durchgeführt werden. Gewindebohrungen werden durch Anschweißen oder Anlöten von Stahleinlagen mit Innengewinde realisiert. Das Schneiden wird häufig mit einer Wasserstrahlschneidemaschine durchgeführt, ebenso möglich ist die Verwendung von Keramik als Schneidstoff. Das Schweißen gestaltet sich aufgrund von Rissbildung und Separation der Legierungsbestandteile in der Nähe der Schweißnaht ebenfalls schwierig. Weiterentwicklungen in der Legierungsformulierung sollen dieses Problem beheben oder mildern. Der häufigste Weg, damit umzugehen, ist jedoch das Wolfram-Inertgasschweißen, aber auch das Elektronenstrahlschweißverfahren.

Anwendungen[Bearbeiten]

Inconel-Legierungen werden häufig in Bereichen mit extrem hoher Temperaturbelastung eingesetzt. Verdichter- und Turbinenschaufeln oder Brennkammern in Gasturbinen sind typische Einsatzbereiche. Ebenfalls möglich ist der Einsatz in Turboladern und als Werkstoff für Auslassventile bei aufgeladenen Verbrennungsmotoren. Dort ersetzen sie die natriumgefüllten Auslassventile. Wegen des hohen Preises kommen sie allerdings nur für Tuning und Motorsport in Frage. In der Formel 1 werden u. a. Auspuffkrümmer aus Inconel gefertigt. Weitere Anwendungen finden sich bei chemischen Reaktoren und Dampfkesseln sowie Schalldämpfern bei Feuerwaffen. Häufige Verwendung findet Inconel zum Beispiel in Reaktoren, Kernreaktoren, Rohrleitungen und Ventilen der chemischen und pharmazeutischen Industrie. Ein Einsatzgebiet findet sich hier beispielsweise bei der Verarbeitung von mit H2S und/oder CO2 kontaminiertem Gas. Alternativen im Chemieanlagenbau bieten neben anderen Nickelbasislegierungen auch Bauteile aus unlegierten Stählen oder GFK, die mit einer chemisch beständigen Auskleidung z. B. aus Perfluoralkoxylalkan (PFA), ausgekleidet sind. Ebenfalls in der Praxis eingesetzt werden emaillierte Bauteile.

Die Außenhaut des Raketenflugzeugs X-15 oder einige verschiedene Bauteile des Airbus A380 wurden ebenfalls mit einer der Legierungen konstruiert.[6][7][8][9]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. High-Performance Alloys, Special Metals Corporation
  2. Special Alloys, Source 1 Alloys
  3. INCONEL alloy 600 (PDF; 161 kB), Special Metals Corporation
  4. INCONEL alloy 625 (PDF; 576 kB), Special Metals Corporation
  5. INCONEL alloy 718 (PDF; 235 kB), Special Metals Corporation
  6. Power Generation, Special Metals Corporation.
  7. Chemical Processing, Special Metals Corporation.
  8. About Good Fabrications ("Performance inconel exhaust manufacturers for racecars").
  9. Robert S. Houston, Richard P. Hallion, and Ronald G. Boston, EDITOR'S INTRODUCTION, "Transiting from Air to Space: The North American X-15", The Hypersonic Revolution: Case Studies in the History of Hypersonic Technology, Air Force History and Museums Program, 1998. NASA.gov.