In der Hochtemperaturtechnik ist Kriechen-die langsame, dauerhafte Verformung von Materialien unter mechanischer Belastung-ein unsichtbarer Feind. Unsere Hochtemperaturlegierungen Nimonic 75 und 80A sind darauf ausgelegt, dieses Phänomen zu überwinden. Nimonic 75 ist eine branchenführende -oxidationsbeständige-Legierung, während Nimonic 80A eine hervorragende Zeitstandfestigkeit für Hochtemperatur-Befestigungselemente und Auslassventile bietet, die bei 700 bis 800 Grad betrieben werden. Als führender Hersteller von Nickellegierungen kann Gnee Steel Ihnen Stabilitätsdaten von mehr als 1000 Stunden für Ihre kritischen Komponenten liefern.
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Informationen zu thermischen Eigenschaften und Zeitstandfestigkeit für Nimonic 75- und 80A-Hochtemperaturlegierungen
Informationen zu thermischen Eigenschaften und Zeitstandfestigkeit für Nimonic 75- und 80A-Hochtemperaturlegierungen
Nimonic 75 und Nimonic 80A sind Superlegierungen auf Nickel-Chrom--Basis, die für Umgebungen mit hohen Temperaturen konzipiert sind. Nimonic 75 wird aufgrund seiner hervorragenden Oxidationsbeständigkeit und mäßigen Festigkeit häufig in der Blechherstellung verwendet; während Nimonic 80A eine ausscheidungshärtende Legierung ist, die in Anwendungen verwendet wird, die eine hohe Kriechfestigkeit erfordern, wie z. B. Turbinenschaufeln.
Was ist NIMONIC 75-Material?
Die NIMONIC 75-Legierung ist eine 80/20-Nickel--Chromlegierung mit Zusatz von Titan und Kohlenstoff. Diese Legierung wurde ursprünglich in den 1940er Jahren zur Herstellung von Turbinenschaufeln eingeführt. Es lässt sich leicht bearbeiten und schweißen und verfügt über eine gute Korrosionsbeständigkeit, mechanische Eigenschaften und Hitzebeständigkeit.
1. Vergleich der Verstärkungen Nimonic 75 und Nimonic 80A
Nimonic 75 (GH3030/E1435):Festlösungsverstärkung. Es basiert auf einer stabilen Matrix, um Oxidation zu widerstehen. Bestens geeignet für Teile mit geringer mechanischer Belastung, aber hoher Hitzeeinwirkung.
Nimonic 80A (GH4080A/E1437):Niederschlagsverstärkung. Durch die Zugabe von Aluminium (A) und Titan (T) entsteht eine submikroskopische Phase, die die Versetzungsbewegung behindert und ein Kriechen bei 800 Grad verhindert.
2. Chemische Zusammensetzung: Nimonic 75 vs. Nimonic 80A
| Element | Nimonic 75-Gehalt (%) | Nimonic 80A-Gehalt (%) |
|---|---|---|
| Nickel (Ni) | Saldo (größer oder gleich 73,0) | Saldo (größer oder gleich 65,0) |
| Chrom (Cr) | 18.0 – 21.0 | 18.0 – 21.0 |
| Titan (Ti) | 0.2 – 0.6 | 1.8 – 2.7 |
| Aluminium (Al) | 0.1 – 0.2 | 1.0 – 1.8 |
| Kohlenstoff (C) | 0.08 – 0.15 | 0,10 max |
| Silizium (Si) | Kleiner oder gleich 1,0 | Kleiner oder gleich 1,0 |
| Mangan (Mn) | Kleiner oder gleich 1,0 | Kleiner oder gleich 1,0 |
| Eisen (Fe) | Kleiner oder gleich 5,0 | Kleiner oder gleich 3,0 |
| Kupfer (Cu) | Kleiner oder gleich 0,5 | Kleiner oder gleich 0,2 |
| Schwefel (S) | Kleiner oder gleich 0,015 | Kleiner oder gleich 0,015 |
| Kobalt (Co) | – | Kleiner oder gleich 2,0 |
| Bor (B) | – | Kleiner oder gleich 0,008 |
| Zirkonium (Zr) | – | Kleiner oder gleich 0,15 |
3. Mechanische Eigenschaften: Nimonic 75 vs. Nimonic 80A
| Eigentum | Nimonic 75 (geglüht) | Nimonic 80A (lösungsbehandelt + gealtert) |
|---|---|---|
| Zugfestigkeit, ultimativ (Raumtemperatur) | 650 – 750 MPa | 1000 – 1250 MPa |
| Zugfestigkeit, Streckgrenze (0,2 % Offset) (Raumtemperatur) | 300 – 450 MPa | 620 – 850 MPa |
| Bruchdehnung (Raumtemperatur) | 30 – 40% | 20 – 30% |
| Härte, Rockwell C (HRC) | 15 – 25 | 28 – 38 |
| Härte, Brinell (HB) | 150 – 200 | 280 – 350 |
| Elastizitätsmodul (E-Modul) | 211 GPa | 211 GPa |
| Poissonzahl | 0.30 | 0.30 |
| Schlagfestigkeit (Charpy V-Kerbe, Raumtemperatur) | ~100 – 150 J | ~40 – 80 J |
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4. Nimonic 75-Legierung (UNS N06075)
Thermische Eigenschaften:
Schmelzpunktbereich:1340-1380 Grad.
Wärmeleitfähigkeit:16,7 W/m·Grad bei 20 Grad, ansteigend auf 28,0 W/m·Grad bei 1000 Grad.
Durchschnittlicher linearer Ausdehnungskoeffizient:12,3 m/m·Grad (20–100 Grad) bis 15,5 m/m·Grad (20–900 Grad).
Maximale Betriebstemperatur:Bis zu 1100 Grad (hervorragende Antikalkeigenschaften).
Kriechen und mechanische Eigenschaften:
Zugkraft:Ungefähr 750 MPa bei Raumtemperatur.
Streckgrenze:Ungefähr 350 MPa bei Raumtemperatur.
Kriechwiderstand:Hauptsächlich für Anwendungen, bei denen eine moderate Festigkeit bei höheren Betriebstemperaturen aufrechterhalten werden muss (z. B. Brennkammern).
Hauptmerkmale:Hervorragende Formbarkeit und Schweißbarkeit; typischerweise im geglühten Zustand verwendet.
Nimonic 75 vs. Nimonic 80A
5. Nimonic 80A (UNS NO7080)
Thermische Eigenschaften:
Schmelzpunktbereich:1320-1365 Grad
Dichte:8,19 g/cm³
Wärmeleitfähigkeit: Aca. 11,2 W/m·Grad bei 20 Grad, ansteigend auf ca. 25,0 W/m·Grad bei 800 Grad
Durchschnittlicher linearer Ausdehnungskoeffizient:12,0 μm/m·Grad (20–100 Grad) bis 15,0 μm/m·Grad (20–800 Grad)
Maximale Betriebstemperatur:Bis zu 815 Grad für den Langzeitgebrauch (höhere Temperaturen für den Kurzzeitgebrauch)
Kriechen und mechanische Eigenschaften:
Zugkraft:900-1000 MPa (Raumtemperatur)
Streckgrenze:550-650 MPa (Raumtemperatur)
* Kriechfestigkeit:Hervorragende Kriechfestigkeit bei 815 Grad. Entwickelt für Anwendungen mit hoher -Beanspruchung.
Hauptmerkmale:Ausscheidungshärtung (typischerweise 8 Stunden bei 1080 Grad + 16 Stunden bei 700 Grad).
6. Herstellungsprozess für Gnee-Stahl-Hochtemperaturlegierungen
Wechseln Sie zu unserer Nimonic 80A-Legierung, erschmolzen im VIM + ESR-Verfahren.
Vorteile des Dreifachschmelzens:Durch Vakuuminduktionsschmelzen und Elektroschlacke-Umschmelzen beseitigen wir Spurenverunreinigungen (S, P, Pb), die ein Verrutschen der Korngrenzen verursachen.
Bewährte Stabilität:Unsere Materialien sind im Labor getestet und behalten auch nach mehr als 1000 Stunden Dauerbelastung eine stabile Mikrostruktur bei, sodass Ihre Dichtungen und Ventile dicht bleiben.
MTC 3.1 Rückverfolgbarkeit:Jeder Lieferung liegen genaue Zeitstandtestdaten für die jeweilige Wärme bei.
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FAQ
F1: Kann Nimonic 75 für tragende Schrauben bei 800 Grad verwendet werden?
A: Nein. Nimonic 75 fehlt die Aushärtungsphase, die erforderlich ist, um dem Kriechen unter hoher Spannung standzuhalten. Für Bolzen, Bolzen und Hochdruckstifte ist Nimonic 80A (GH4080A) die obligatorische Wahl, um die Sicherheit zu gewährleisten.
F2: Bietet Ihr Werk Kriechtests an?
A: Ja. Wir verfügen über ein hauseigenes Labor für Superlegierungen, das Spannungs-, Bruch- und Kriechverformungstests durchführen kann. Wenn Ihr Projekt es erfordert
Für spezifische 500-Stunden- oder 1000-Stunden-Daten können wir validierte Berichte bereitstellen.
F3: Was ist der Vorteil der Al+Ti-Mikro--Zusätze in Nimonic 80A?
A: Diese Elemente bilden die Phase [Nis (AL, Ti)). Diese Phase ist wie „innere Verstärkungsstäbe“ innerhalb der Atomstruktur und macht es unglaublich schwierig, das Metall zu verformen, selbst wenn es bei 800 Grad rot leuchtet.