Produzione di viti in INCONEL® 718
La produzione di viti in INCONEL® 718 segue una sequenza rigorosa per garantire le proprietà ottimali del materiale e la conformità alle specifiche richieste.
- Selezione della materia prima:
- Le barre di INCONEL® 718 devono rispettare gli standard delle normative internazionali per garantire la qualità del materiale. Le specifiche comuni includono:
- ASTM B637: Standard per barre, billette e forgiati in INCONEL® 718.
- AMS 5662/5663: Specifiche per la forgiatura e la barra di INCONEL® 718.
- ASME SB-637: Specifica utilizzata nel contesto delle applicazioni a pressione.
- JIS NCF 718: Normativa giapponese per leghe di nichel ad alta resistenza.
- Le barre di INCONEL® 718 devono rispettare gli standard delle normative internazionali per garantire la qualità del materiale. Le specifiche comuni includono:
- Stampaggio a caldo:
- Lo stampaggio a caldo è un passaggio fondamentale per la produzione di viti in INCONEL® 718. Questo processo consente di ottenere una forma grezza della vite con proprietà meccaniche ottimali e una microstruttura uniforme.
- Fase di riscaldamento:
- Il materiale grezzo viene riscaldato a temperature comprese tra 980 °C e 1200 °C, in base alla dimensione e alla complessità del componente da realizzare. Questo permette di ridurre la resistenza alla deformazione e di migliorare la lavorabilità.
- Stampaggio:
- La barra riscaldata viene inserita in uno stampo e sottoposta a una pressione elevata tramite presse meccaniche o idrauliche, modellandola nella forma desiderata.
- Durante questa fase, è essenziale evitare difetti come cricche o inclusioni, monitorando rigorosamente la temperatura e le condizioni di lavorazione.
- Raffreddamento controllato:
- Dopo lo stampaggio, il componente viene raffreddato in modo controllato (in aria o mediante un processo di raffreddamento forzato) per evitare la formazione di tensioni residue indesiderate.
- Fase di riscaldamento:
Questo processo non solo assicura una forma vicina al prodotto finito, ma migliora anche la qualità della microstruttura e garantisce una distribuzione omogenea degli elementi di lega.
- Lo stampaggio a caldo è un passaggio fondamentale per la produzione di viti in INCONEL® 718. Questo processo consente di ottenere una forma grezza della vite con proprietà meccaniche ottimali e una microstruttura uniforme.
- Lavorazione meccanica:
- La lavorazione di INCONEL® 718 richiede macchine utensili a controllo numerico e utensili in carburo cementato o materiali resistenti al calore. Le velocità di lavorazione devono essere ridotte a causa della tendenza del materiale a indurirsi durante la lavorazione (work hardening).
- Processi di tornitura, fresatura e foratura devono essere eseguiti con un raffreddamento adeguato per evitare il surriscaldamento e il deterioramento delle proprietà del materiale.
- Trattamenti termici: Il trattamento termico è una fase cruciale per ottimizzare le proprietà meccaniche e termiche di INCONEL® 718. La sequenza tipica include:
- Solubilizzazione:
- Riscaldare il materiale a una temperatura di 980-1010 °C, mantenendo il calore per il tempo necessario a dissolvere le fasi secondarie indesiderate e ottenere una microstruttura omogenea.
- Segue un raffreddamento rapido (solitamente in aria o in acqua).
- Invecchiamento:
- Dopo la solubilizzazione, si esegue l’invecchiamento per aumentare la durezza e la resistenza tramite la precipitazione delle fasi γ” (Ni3Nb) e γ’ (Ni3(Al,Ti)):
- Riscaldare a circa 720-760 °C per 8-10 ore.
- Raffreddare lentamente a 620 °C (tasso di raffreddamento di circa 50 °C/h).
- Mantenere a 620 °C per 8 ore e poi raffreddare in aria.
- Dopo la solubilizzazione, si esegue l’invecchiamento per aumentare la durezza e la resistenza tramite la precipitazione delle fasi γ” (Ni3Nb) e γ’ (Ni3(Al,Ti)):
- Solubilizzazione:
Requisiti fondamentali
Per garantire che le viti in INCONEL® 718 soddisfino le esigenze delle applicazioni critiche, occorre rispettare i seguenti requisiti:
- Resistenza meccanica:
- INCONEL® 718 è in grado di resistere a stress fino a circa 1.200 MPa in condizioni invecchiate.
- La resistenza al creep è ottimale fino a temperature di 700-750 °C, rendendola ideale per turbine, motori aerospaziali e applicazioni nel settore energetico.
- Resistenza alle alte temperature:
- Le proprietà del materiale rimangono eccellenti fino a 700 °C con una minima degradazione, grazie alla stabilità microstrutturale offerta dalla precipitazione delle fasi γ” e γ’.
- Resistenza alla corrosione:
- INCONEL® 718 offre una resistenza elevata alla corrosione da ossidazione e da stress in ambienti chimici aggressivi, come cloruri e gas ad alta temperatura.
- Precisione dimensionale:
- Le viti devono essere lavorate secondo tolleranze rigorose (ISO®, ASME o normative specifiche), considerando la stabilità dimensionale del materiale dopo i trattamenti termici.
Applicazioni principali
Grazie alle sue proprietà, le viti in INCONEL® 718 trovano applicazione in:
- Turbine a gas e a vapore.
- Motori aerospaziali e sistemi di scarico.
- Settore petrolchimico (impianti offshore e onshore).
- Sistemi di fissaggio per applicazioni critiche ad alta temperatura.
La capacità di INCONEL® 718 di mantenere proprietà eccellenti in ambienti estremi rende queste viti indispensabili per garantire sicurezza e affidabilità a lungo termine.