Ogni materiale utilizzato per lo scarico delle motociclette si qualifica come il migliore in base alle sue caratteristiche naturali e all'idoneità scientifica. Il titanio, l'acciaio inossidabile e l'Inconel sono materiali ad alta specifica con caratteristiche uniche, adatti all'uso in base a stabilità chimica, tenacità, peso e resistenza al calore.
In questo articolo spiegheremo le caratteristiche principali, gli utilizzi e le modalità di produzione di questi diversi materiali, per rendere evidenti le differenze tra acciaio inossidabile, titanio e Inconel.
Titanio
Noto per il suo elevato rapporto resistenza/peso, questo elemento metallico è altamente funzionale per applicazioni leggere come le bici da corsa. Il titanio pesa la metà dell'acciaio, ma sono alla pari quando si tratta di resistenza. Il titanio è più costoso dell'acciaio e dell'alluminio, ma meno costoso dell'Inconel.
A temperatura atmosferica, non c'è reazione tra titanio, umidità e ossigeno. Sia il titanio che l'Inconel sono simili nella protezione del materiale poiché sviluppano uno strato superficiale di ossidazione passiva protettiva sul materiale. Da qui la ragione della potente proprietà anticorrosiva del titanio. Anche di fronte all'acido cloridrico e solforico, il titanio è resistente!
Inoltre, il titanio si raffredda rapidamente, quindi quando viene utilizzato per componenti di motociclette come lo scarico, non si deforma sotto l'effetto di temperature elevate.
Sul mercato sono disponibili titanio commerciale puro e leghe di titanio. La lega di titanio più standard prodotta utilizzando vanadio e alluminio è la Ti 6AI-4V. Questa costituisce metà del titanio utilizzato in tutto il mondo. Rispetto al titanio puro, queste versioni hanno maggiore resistenza e tenacità e possono essere facilmente lavorate. Sebbene altamente resistente alla corrosione, il titanio commerciale puro è più flessibile e plastico delle sue controparti in lega.
Lavorazione del titanio
Anche il titanio subisce un indurimento complesso, che lo rende difficile da lavorare. Il titanio commerciale puro è gommoso e, quando viene tagliato, sviluppa trucioli lunghi che possono danneggiare gli utensili da taglio. Ecco perché si verifica anche la caduta durante la lavorazione del titanio. Ma con il refrigerante ad alta pressione, i trucioli possono essere rimossi durante il taglio e i dispositivi possono muoversi più facilmente, riducendo così la difficoltà coinvolta.
Si dovrebbero evitare tagli corti e intermittenti quando si lavora il titanio; l'utensile da taglio dovrebbe continuare a lavorare quando incontra la materia prima. Lo sfregamento è possibile con un contatto eccessivo con l'utensile, che forma troppo calore che causa l'incrudimento. Una velocità inferiore e uno stile di lavorazione ad alta velocità di avanzamento ridurranno la formazione di calore.
Per lavorare le materie prime in titanio sono necessarie una configurazione rigida della macchina e una presa sicura. Perché? Il titanio e le leghe di titanio sono altamente duttili, danno origine a vibrazioni e ritorno elastico durante il taglio e possono dare origine a una finitura superficiale meno impressionante.
Saldatura del titanio
È facile saldare il titanio e le leghe di titanio. La stessa tecnica di saldatura utilizzata per l'acciaio inossidabile si applica al titanio.
Ma qui, la pulizia e la protezione dal gas inerte sono essenziali. La contaminazione dell'aria può far sì che la saldatura del titanio vada male.
Utilizzi del titanio
L'industria aerospaziale e automobilistica utilizza il titanio per il suo impressionante rapporto resistenza/peso. Il 50% delle leghe utilizzate nell'ingegneria aerospaziale è il Ti 6AI-4V. Le motociclette utilizzano il titanio per gli scarichi per la sua leggerezza, la gestione del calore e la disponibilità in splendidi colori.
Il titanio funziona per:
- Navi militari
- Attrezzatura sportiva
- Settore medico
- Carrelli di atterraggio
- Missili, ecc.
Inconel
Le leghe di nichel-cromo di qualità super hanno un nome commerciale chiamato Inconel. Questo materiale può anche resistere a temperature elevate (fino a 2.000 °F) seguendo il tipo di lega con perdita di resistenza pari a zero. Anche a basse temperature, questo materiale è molto adatto.
Le caratteristiche meccaniche dell'Inconel a temperatura ambiente sono superbe. Per vostra informazione, il grado Inconel 725 ha una resistenza alla trazione di circa 180 ksi; è il doppio della resistenza dell'acciaio strutturale. Altre leghe come l'Inconel 718 sono temprate per resistere alle precipitazioni, rendendole più forti. La corrosione e le sue coorti: putting, ossidazione, corrosione, cricche e corrosione interstiziale non hanno alcun impatto sull'Inconel.
Le applicazioni più esigenti incontrano le eccellenti proprietà dell'Inconel. Tuttavia, un materiale come l'Inconel è più costoso del titanio, dell'acciaio inossidabile e dell'alluminio.
Lavorazione Inconel
A causa della sua elevata resistenza, la lavorazione è impegnativa. L'Inconel è così duro che gli utensili da taglio si danneggiano durante la lavorazione e il materiale può torcersi e piegarsi.
Immergere l'Inconel in una soluzione può ridurre la durezza del materiale e proteggere gli utensili da taglio dall'usura. Per lavorare l'Inconel, si raccomandano utensili in ceramica, in quanto offrono un taglio rapido e continuo, il che rende il processo di lavoro più gestibile. Si dovrebbe evitare il pecking, in quanto rende il lavoro impegnativo.
Saldatura Inconel
A causa delle crepe, l'Inconel non è facile da saldare. Ma le leghe di Inconel possono essere saldate come l'Inconel 625, un fillquicklyal facilmente e in genere saldato con gas di tungsteno inerte (TIG). Questa tecnica di saldatura di solito non necessita di un filler ma funziona molto bene per unire l'Inconel. Ecco perché è consigliata.
Utilizzi dell'Inconel
Nei casi in cui temperature elevate e corrosione rappresentano un problema, l'Inconel è un materiale di scelta, soprattutto quando altri metalli non riescono a resistere all'ossidazione e alla deformazione causate dalle temperature elevate.
L'Inconel ha un'eccellente resistenza alle temperature e alle sostanze chimiche ed è utile per le moto da corsa, le turbine, il sistema di scarico dei motori a reazione e nei settori petrolifero e del gas, aerospaziale e marittimo, dove sono richiesti componenti per macchinari pesanti.
Acciaio inossidabile
L'acciaio inossidabile è resistente, non magnetico e stabile nella termochimica. Questo è un materiale che eccelle in facilità di fabbricazione e convenienza. L'acciaio inossidabile di grado 304 è lo standard del settore per la produzione di scarichi. Il grado 304 si distingue nella sua applicazione per scarichi per bici convenienti che hanno alte prestazioni e durano a lungo.
A differenza del titanio, il cui costo elevato non consente la produzione in serie del sistema di scarico per motociclette, l'acciaio è relativamente più economico e di uso quotidiano. L'acciaio è più conveniente dell'Inconel. Ma l'acciaio è più pesante del titanio e ha una bassa resistenza alla trazione, a differenza dell'Inconel, la cui resistenza è molto elevata. Ecco perché è limitato nell'uso per la produzione di parti di scarico funzionali. E per quanto riguarda il suono, le pareti spesse dell'acciaio producono una nota di scarico piuttosto sorda rispetto al titanio. Sembra metallico!
Di nuovo, l'acciaio è anti-corrosione e molto resistente. La maggior parte delle volte, i tubi di sterzo delle moto da cross sono realizzati in acciaio inossidabile.
Lavorazione dell'acciaio inossidabile
Alcuni gradi di acciaio inossidabile sono più facili da lavorare di altri, a seconda del contenuto di minerale accettabile. In generale, l'acciaio inossidabile austenitico è considerato difficile da lavorare. È più semplice lavorare la serie 400 di acciaio rispetto alla serie 300, inclusi i gradi 304 e 316. Il grado 303 è l'acciaio inossidabile più lavorabile. L'acciaio di grado 316 è impegnativo e richiede utensili da taglio speciali.
L'aggiunta di selenio e zolfo facilita la lavorazione dell'acciaio inossidabile. Ma ciò espone la materia prima alla corrosione e interrompe la saldatura.
Saldatura acciaio inox
Minore è il contenuto di carbonio dell'acciaio, più facile è la sua saldabilità. Il contenuto di carbonio più elevato consentito per l'acciaio inossidabile di grado 304 è dello 0,08%, mentre il grado 304L contiene fino allo 0,03% di carbonio.
Utilizzi dell'acciaio inossidabile
L'elevata resistenza, la resistenza alla corrosione, l'efficienza meccanica e la convenienza dell'acciaio inossidabile lo rendono adatto alla produzione in serie di scarichi per motociclette e all'impiego nei settori alimentare, edile, medico e marittimo.