Inconel vs. Edelstahl

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‍Inconel

Inconels sind eine Klasse von Superlegierungen auf Nickel-Chrom-Basis, die sich durch hohe Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Festigkeit bei hohen Temperaturen und Kriechbeständigkeit auszeichnen. Inconel ist aufgrund von zwei Faktoren in der Lage, erhöhten Temperaturen und extrem korrosiven Umgebungen standzuhalten. Ein Grund dafür ist die Bildung der intermetallischen Verbindung Ni3Nb in der Gamma-Doppelstrich-Phase (ɣ’’). Diese intermetallische Phase wirkt als „Klebstoff“ an den Korngrenzen. Dieser „Kleber“ verhindert, dass die Körner beim Erhitzen auf hohe Temperaturen an Größe zunehmen (meist bedeuten kleinere Körner eine hohe Festigkeit und größere Körner eignen sich für eine höhere Duktilität). Zweitens hat Inconel eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufgrund der Passivierungsschicht, die sich beim Erhitzen bildet. Beide Faktoren machen Inconel zu idealen Legierungen für Anwendungen von Gasturbinen im heißen Abschnitt bis hin zum Tiefseebohren. Was ist also der Nachteil dieser Legierungen? Sie sind teuer, schwer zu bearbeiten und schwer zu bearbeiten.

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Edelstahl

Edelstähle zeichnen sich durch einen Chromgehalt von mehr als 10,5 Gew.-% aus. Rostfreie Stähle haben eine höhere Korrosionsbeständigkeit als herkömmliche Stähle. Es gibt fünf Klassen von rostfreien Stählen:austenitische, ferritische, martensitische, Duplex- und ausscheidungshärtbare rostfreie Stähle. 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 Ausscheidungshärtung bedeutet, dass sich Ausscheidungen bilden können, um die Festigkeit dieser Klasse von rostfreien Stählen zu erhöhen. Die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Edelstahls hängt von diesen Mikrostrukturen ab. Austenitische Edelstähle werden beispielsweise die duktilste Klasse von Edelstählen, aber auch die korrosionsbeständigste sein. Andererseits hat die martensitische Klasse typischerweise eine viel höhere Festigkeit, aber eine geringere Korrosionsbeständigkeit. Austenitische rostfreie Stähle haben eine größere, gleichachsigere Kornstruktur, die ihnen diese Eigenschaften verleiht, verglichen mit der kleineren Drehmaschinenstruktur, die in martensitischen rostfreien Stählen gefunden wird. Edelstahl ist eine vielfältige Gruppe von Legierungen, die in allen Bereichen zu finden sind, von Küchenbesteck über Bauanwendungen bis hin zu biomedizinischen Anwendungen und Anwendungen in der Lebensmittelzubereitung.

‍Was ist der Unterschied?

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

Warum 3D drucken?

Da Inconel sehr teuer und schwer zu bearbeiten ist, kann es viel einfacher sein, es in 3D zu drucken. 3D-Druck verringert die Menge an Abfallmaterial, Arbeitskosten, Werkzeugkosten und verkürzt die Vorlaufzeit, was wiederum die Kosten des Teils senken kann. Edelstahl hingegen hängt stark von der Anwendung, den aktuellen Kosten des Teils und der Bearbeitbarkeit ab. Der 3D-Druck von Inconel und Edelstahl mit dem Markforged Metal X ist eine großartige Lösung für viele Anwendungen, einschließlich derer in der Öl- und Gasindustrie in unserem Inconel 625-Material oder als Ersatz älterer Teile durch unseren 17-4 PH Edelstahl. Der 3D-Druck dieser Teile kann Kosten, Materialverschwendung und Vorlaufzeit reduzieren, was bei hochpreisigen Legierungen wie Inconel 625 oder einer Reduzierung der Durchlaufzeit bei unmöglichen Altteilen wichtig ist.