การนำนิกเกิลผสมไปใช้งาน
นิกเกิลที่เป็นสุดยอดโลหะผสม โดยทั่วไปใช้ในการผลิตชิ้นส่วนอากาศยาน ที่อุณหภูมิทำงานสูงกว่า 700°C (1300°F) ถ้าใช้เหล็กกล้ามาทำแทน จะเกิดปฏิกิริยารวมตัวกับออกซิเจนในเวลาไม่กี่ชั่วโมง
แล้วถ้าเป็นเหล็กกล้าไร้สนิม ก็จะไม่รอดเช่นกันสำหรับการใช้งานในอุณหภูมิที่สูงอย่างยาวนานเช่นนี้ แต่นิกเกิลสามารถทนต่อสภาวะที่รุนแรงที่ว่านี้ได้ ซึ่งเป็นสุดยอดโลหะผสมที่นำมาผลิตเป็นใบพัดโรเตอร์ของเทอร์ไบน์ (Turbines) ในเครื่องยนต์เจ็ท ที่แก๊สไอเสียที่ปล่อยออกมามี อุณหภูมิมหาศาลถึง 980°C (1800°F) ดูที่รูปด้านล่าง
รูปใบพัดเทอร์ไบน์ และผนังห้องเผาไหม้ในเครื่องยนต์เจ็ทผลิตขึ้นจากนิกเกิลที่เป็นสุดยอดโลหะผสม เพื่อให้สามารถอยู่ได้ที่อุณหภูมิสูงมากของการเผาไหม้เชื้อเพลิงเครื่องยนต์เจ็ท ทางด้านซ้ายเป็นใบพัดไทเทเนียมขนาดใหญ่เป็นใบพัดของเครื่องอัด (Compressor) ขณะที่ใบพัดทางด้านขวามีขนาดเล็กกว่าซึ่งเป็นใบพัดเทอร์ไบน์ขับดัน ใบพัดขับนี้แหละที่ทำมาจากนิกเกิลผสม
แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window
ใบพัดเหล่านี้ต้องทนทานต่อการกัดกร่อนที่สูง และทนต่อการเสียรูปได้ โดยการออกแบบนั้นต้องถูกออกแบบให้นำมาใช้ในงานหนักติดต่อกันเกินกว่า 1000 ชั่วโมง
เพื่อให้ได้คุณสมบัติของใบพัดตามต้องการ การผลิตใบพัดเทอร์ไบน์ในปัจจุบันใช้วิธีการหล่อขั้นต้น และนำมาขัดเงา (Polished) ในขั้นสุดท้าย นิกเกิลที่เป็นสุดยอดโลหะผสมที่แข็งมาก มีความยืดหยุ่นน้อยที่อุณหภูมิห้อง วัสดุนี้จึงไม่สามารถนำมารีดเย็นเพื่อให้เกิดความแข็งได้
รูปใบพัดของเครื่องยนต์เจ็ท
ใบพัดเทอร์ไบน์เป็นใบพัดที่มีรูปร่างที่ซับซ้อนเป็นรูปร่างพิเศษ เกรนของโลหะทั้งหมดไปในทิศทางตามแนวยาวของใบพัด ซึ่งไปในทิศทางเดียวกับความเค้นที่เกิดขึ้น ในการทำให้เย็นตัวจึงถูกควบคุมบังคับให้เป็นไปในรูปแบบตามยาว รูปร่างดูที่รูปด้านล่าง
รูปใบพัดเทอร์ไบน์สามใบในภาพ เป็นผลที่ได้ของกระบวนการหล่อที่แตกต่างกันในโครงสร้างผลึกของโละ รูป แรก เกี่ยวกับผลิตโครงสร้างที่เหมือนผลึกมากโดยการหล่อปกติ รูปตรงกลาง โครงสร้างผลึกไปในทิศทางการหล่อ รูปด้านขวามือเป็น โครงสร้างผลึกเดี่ยว
โครงสร้างเกรนสุดท้ายมีความแข็งแกร่งมาก และทำย่อมให้ใบพัดทนต่อการยืดตัวที่อุณหภูมิสูง
นิกเกิลที่เป็นสุดยอดโลหะผสมที่มีความแข็งแกร่ง มีการใช้งานกันอยู่สองรหัสก็คือ อินโคเนล 600 (Inconel® 600) และอินโคเนล 718 ส่วนคุณสมบัติที่จะนำไปใช้ดูได้ที่ตารางด้านล่าง
|
คุณสมบัติของนิกเกิลฐานสุดยอดผสม
|
|
โลหะผสม
|
สภาพ
|
ความแข็งแกร่งทางดึง (ksi)
|
ความแข็งแกร่งที่จุดครากตัว (ksi)
|
เปอร์เซ็นการยืดตัว (% ใน 50 mm)
|
โมดูลัสความยืดหยุ่น (x1000ของ ksi)
|
จุดหลอมเหลว (°C)
|
จุดหลอมเหลว (°F)
|
|
ผสม 600
|
ผสมให้แข็งแกร่ง
|
95
|
45
|
40
|
30
|
1355 - 1413
|
2470 - 2575
|
|
ผสม 718
|
ชุบแข็งฉับพลัน
|
180
|
150
|
12
|
30.6
|
1260 - 1336
|
2300 - 2437
|
ตารางคุณสมบัติของนิกเกิลสุดยอดโลหะผสม อินโคเนล 600 และ718
ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก
“การปิดทองหลังพระ
ได้บุญที่บริสุทธิ์แท้จริง
ยิ่งกว่า ปิดทองหน้าพระ
และต่อหน้าคน”
ท่านพุทธทาสภิกขุ
<หน้าที่แล้ว สารบัญ หน้าต่อไป>
| 
