인코넬(Inconel)

인코넬(Inconel)은 니켈-크롬 기반 초합금(Superalloy, 1000 ℃ 이상에서 높은 강도와 내식성을 가지는 합금)으로, 고온, 압력 또는 기계적 부하를 받는 극한 환경에 사용되는 부품에 자주 이용된다. 인코넬 합금은 고온에서 산화 및 부식에 강한대, 이것은 가열되면 인코넬은 두껍고 안정적인 부동태화 산화물층을 형성하기 때문이다. 따라서, 철 및 알루미늄이 사용되기 어려운 고온 응용분야에 적합하다.

 

그림. 여러가지 인코넬이 사용된 부품( 출처 : www.wikipedia.org)

역사

인코넬 합금은 1932년에 최초 개발되었고, 개발사인 인코(INCO)의 이름을 따서, 인코넬(Inconel)로 명명되었다(현재 인코사는 브라질 광산회사인 발레(Vale)에게 인수되어 발레 캐나다 법인이 되었다.)

 

제조

인코넬 합금은 주요성분인 니켈(Ni), 크롬(Cr), 철(Fe) 및 기타 금속들을 정밀한 비율로 조합한 후, 고온에서 용해 후 주조하여 기본형태를 만들고 괴상(billet) 또는 주괴(ingot) 형태로 냉각한 뒤, 열간압연(Hot Rolling, 1000 ℃ 이상에서 변경 및 성형), 냉간가공(Cold Working, 상온에서 추가적인 압연, 압출, 인발 등을 수행하여 강도 및 내마모성 향상), 소성가공(단조, 압출, 인발) 등의 형태를 통해 다양한 형상을 제작한다. Solution Annealing, Age Hardening, Rapid Quenching 등의 추가적인 열처리(Heat Treatment)를 통해 기계적 성질을 최적화 할 수 있다. 인코넬은 매우 단단하고 고온에서 변형이 적기 때문에 가공이 어려워서 CNC나 밀링

 

종류

인코넬은 인코넬(Inconel) 000과 같은 세자리 숫자로 종류를 구분한다.

숫자에 따라 니켈, 크롬, 철 및 몰리브덴과 같은 조성과 물성이 틀리다. 인코넬 번호에 따른 조성은 아래 표를 참조하면 되며, 이중 625번은 용접서이 우수하여 가장 많이 사용된다.

인코넬(Inconel)은 니켈-크롬 기반 초합금(Superalloy, 1000 ℃ 이상에서 높은 강도와 내식성을 가지는 합금)으로, 고온, 압력 또는 기계적 부하를 받는 극한 환경에 사용되는 부품에 자주 이용된다. 인코넬 합금은 고온에서 산화 및 부식에 강한대, 이것은 가열되면 인코넬은 두껍고 안정적인 부동태화 산화물층을 형성하기 때문이다. 따라서, 철 및 알루미늄이 사용되기 어려운 고온 응용분야에 적합하다.

 

그림. 인코넬 번호에 따른 조성(출처 : www.wikipedia.org)

그림. 인코넬 번호에 따른 응고점(Solidus), 용융점(Liquidus), (출처 : www.wikipedia.org)

용도

인코넬은 고온에서 사용하는 기계, 구조물에 많이 사용도며, 우주항공산업, 자동차, 화학산업 등에 다양하게 사용된다. 주로 제트엔진, 로켓의 노즐, 내연기관의 타보처저의 배기측 터빈휠, 배기 매니폴드 등에 많이 사용된다. 이외에도 고온에서 일정수준의 강도와 내식성이 필요한 곳에 다양하게 사용된다.