Superlegeringen op basis van nikkel
Inhoudsopgave
Overzicht
Op nikkel gebaseerde superlegeringen vormen de ruggengraat van moderne, hoogwaardige technische toepassingen, met name in industrieën die extreme duurzaamheid en bestendigheid tegen hoge temperaturen eisen. Deze superlegeringen zijn een wonder van materiaalkunde en vertonen uitzonderlijke sterkte, oxidatiebestendigheid en kruipweerstand. Ze worden voornamelijk gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, energieopwekking en chemische verwerkingsindustrieën, waar componenten te maken krijgen met zware operationele omstandigheden.
Belangrijkste kenmerken van superlegeringen op nikkelbasis:
- Superieure prestaties bij hoge temperaturen
- Uitzonderlijke mechanische sterkte
- Hoge weerstand tegen thermische kruipvervorming
- Goede oppervlaktestabiliteit
- Corrosie- en oxidatiebestendigheid
Om deze legeringen diepgaand te begrijpen, moet u hun samenstelling, eigenschappen, toepassingen en meer onderzoeken. Laten we er dus meteen induiken en de ingewikkelde details van deze fascinerende materialen ontdekken.
Samenstelling en eigenschappen van Superlegeringen op basis van nikkel
Superlegeringen op basis van nikkel bestaan voornamelijk uit nikkel, chroom, kobalt, molybdeen en aluminium, met kleine toevoegingen van andere elementen zoals titanium, wolfraam en renium. De precieze samenstelling kan aanzienlijk variëren, afhankelijk van de specifieke legering en de beoogde toepassing.
Tabel: Typen, samenstelling, eigenschappen en kenmerken van superlegeringen op nikkelbasis
| Legering Naam | Samenstelling | Belangrijkste eigenschappen | Kenmerken |
|---|---|---|---|
| Inconel 718 | Ni-52%, Cr-19%, Fe-18%, Nb-5%, Mo-3%, Ti-1%, Al-0,5% | Uitstekende treksterkte en breukweerstand bij hoge temperaturen | Precipitatiehardend, goed lasbaar |
| Hastelloy X | Ni-47%, Cr-22%, Fe-18%, Mo-9%, Co-1,5%, W-0,6% | Uitstekende oxidatiebestendigheid, goede vervormbaarheid | Bestand tegen oxiderende en reducerende omgevingen |
| Waspaloy | Ni-58%, Cr-19%, Co-13%, Mo-4.3%, Ti-3%, Al-1.4% | Hoge sterkte en oxidatiebestendigheid bij temperaturen tot 870°C | Gebruikt in gasturbines en hogesnelheidsvliegtuigen |
| René 41 | Ni-53%, Cr-19%, Co-11%, Mo-10%, Ti-3%, Al-1.5% | Superieure hoge temperatuursterkte, oxidatiebestendigheid | Gebruikt in turbinebladen, spuitgiettoepassingen |
| Nimonic 80A | Ni-76%, Cr-19.5%, Ti-2.5%, Al-1.4%, Fe-0.5% | Goede corrosie- en oxidatiebestendigheid, hoge kruipweerstand | Gebruikt in gasturbinecomponenten, kernreactoren |
| Legering 625 | Ni-61%, Cr-21,5%, Mo-9%, Nb-3,6%, Fe-2,5%, C-0,1% | Uitstekende vermoeiings- en thermische vermoeiingseigenschappen | Wordt gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, de scheepvaart en de chemische verwerking |
| Haynes 282 | Ni-57%, Cr-19,5%, Co-10,5%, Mo-8,5%, Ti-2,1%, Al-1,5%, Fe-1,5%, Mn-0,06%, Si-0,15%, C-0,06% | Hoge kruipsterkte, goede thermische stabiliteit | Geschikt voor gasturbines en andere toepassingen met hoge temperaturen |
| Incoloy 800 | Ni-32,5%, Fe-46%, Cr-21%, C-0,05%, Mn-1,5%, Si-1%, Al-0,4%, Ti-0,4% | Uitstekende weerstand tegen oxidatie en carburatie | Gebruikt in warmtewisselaars, ovenonderdelen |
| Mar-M247 | Ni-60%, Cr-10%, Co-10%, W-10%, Al-5,5%, Ti-1%, Ta-3%, Hf-1,5%, C-0,15%, B-0,015%, Zr-0,05% | Uitstekende kruipweerstand en hoge temperatuursterkte | Gebruikt in turbinebladen, lucht- en ruimtevaarttoepassingen |
| Udimet720 | Ni-58%, Cr-19%, Co-15%, Mo-3%, Ti-5%, Al-2,5%, Fe-0,5%, C-0,03% | Hoge trek- en breuksterkte, uitstekende oxidatiebestendigheid | Gebruikt in gasturbinemotoren, omgevingen met hoge spanning |
Toepassingen van superlegeringen op nikkelbasis
Superlegeringen op basis van nikkel vinden toepassingen in verschillende veeleisende omgevingen vanwege hun uitstekende eigenschappen. Hier zullen we enkele belangrijke toepassingen verkennen waar deze superlegeringen onmisbaar zijn.
Tabel: Toepassingen en gebruik van superlegeringen op nikkelbasis
| Industrie | Sollicitatie | Details |
|---|---|---|
| Lucht- en ruimtevaart | Turbinebladen | Hoge sterkte en oxidatiebestendigheid bij hoge temperaturen zorgen voor efficiëntie en duurzaamheid |
| Stroomopwekking | Gasturbine-componenten | Bestand tegen hoge thermische spanningen en corrosieve omgevingen voor een lange operationele levensduur |
| Chemische verwerking | Warmtewisselaars en reactoren | Uitstekende bestendigheid tegen corrosieve chemicaliën en hoge temperaturen, wat zorgt voor veilige en efficiënte processen |
| Marien | Onderzeeër onderdelen | Corrosiebestendigheid in zeewater en sterkte om hoge druk te weerstaan |
| Automobiel | Turboladerwielen | Verbeterde prestaties bij hoge temperaturen en rotatiesnelheden |
| Olie en gas | Boorapparatuur | Hoge slijtvastheid en sterkte om zware booromstandigheden te doorstaan |
| Nucleair | Componenten van de reactorkern | Uitstekende stralingsbestendigheid en thermische stabiliteit |
| Medisch | Prothesen en implantaten | Biocompatibiliteit en corrosiebestendigheid voor betrouwbaarheid op de lange termijn |
| Elektronica | Elektronica met hoge temperaturen | Stabiliteit en prestaties in extreme thermische omgevingen |
| Verdediging | Straalmotoren en raketcomponenten | Betrouwbaarheid en prestaties onder extreme operationele omstandigheden |
Specificaties, maten, kwaliteiten en normen
De specificaties, afmetingen, kwaliteiten en normen voor superlegeringen op basis van nikkel variëren afhankelijk van hun toepassing en de vereisten van de industrie. Hier is een uitgebreide tabel met een samenvatting van deze details.
Tabel: Specificaties, maten, kwaliteiten en normen voor superlegeringen op nikkelbasis
| Legering Naam | Specificatie | Maten | Cijfers | Normen |
|---|---|---|---|---|
| Inconel 718 | AMS 5662, ASTM B637 | Staven: 0,5-12 inch diameter | UNS N07718 | AMS, ASTM, ISO |
| Hastelloy X | AMS 5536, ASTM B435 | Vellen: 0,015-0,187 inch dik | UNS N06002 | AMS, ASTM |
| Waspaloy | AMS 5706, ASTM B637 | Staven: 0,5-6 inch diameter | UNS-N07001 | AMS, ASTM |
| René 41 | AMS 5545, AMS 5712 | Platen: 0,02-0,187 inch dik | UNS-N07041 | AMS, ASTM |
| Nimonic 80A | AMS 5828, ASTM B637 | Staven: 0,25-8 inch diameter | UNS N07080 | AMS, ASTM, ISO |
| Legering 625 | AMS 5666, ASTM B446 | Staven: 0,5-12 inch diameter | UNS N06625 | AMS, ASTM, ASME |
| Haynes 282 | AMS 5914, ASTM B572 | Staven: 0,5-6 inch diameter | UNS N07208 | AMS, ASTM, ASME |
| Incoloy 800 | ASTM B408, AMS 5766 | Staven: 0,25-10 inch diameter | UNS-N08800 | ASTM, ASME, ISO |
| Mar-M247 | Eigendomsspecificaties | Gietstukken: op maat gemaakte maten | – | Eigendom |
| Udimet720 | AMS 5664, ASTM B637 | Staven: 0,5-8 inch diameter | UNS-N07720 | AMS, ASTM, ASME |
Leveranciers en prijsgegevens van Superlegeringen op basis van nikkel
Het vinden van betrouwbare leveranciers en het begrijpen van prijsdetails zijn cruciaal voor industrieën die vertrouwen op superlegeringen op basis van nikkel. Hier is een tabel met enkele toonaangevende leveranciers en prijsinformatie.
Tabel: Leveranciers en prijsgegevens van superlegeringen op nikkelbasis
| Naam leverancier | Beschikbare legeringen | Prijsklasse (per kg) | Plaats | Contactgegevens |
|---|---|---|---|---|
| ATI Metalen | Inconel 718, Hastelloy X | $50 – $100 | VS | www.atimetals.com, +1 800-289-8443 |
| Haynes België | Haynes 282, Hastelloy X | $70 – $120 | VS | www.haynesintl.com, +1 765-456-6000 |
| Speciale metalen | Nimonic 80A, Incoloy 800 | $60 – $110 | VK, VS | www.specialmetals.com, +1 304-526-5100 |
| Timmerman technologie | Waspaloy, legering 625 | $80 – $130 | VS, Europa | www.cartech.com, +1 610-208-2000 |
| VSMPO-AVISMA | Rene 41, mrt-M247 | $90 – $150 | Rusland | www.vsmpo.ru, +7 343 45 55 204 |
| VDM Metaal | Legering 625, Inconel 718 | $70 – $120 | Duitsland | www.vdm-metals.com, +49 2392 55-0 |
| Allegheny Technologieën | Inconel 718, legering 625 | $50 – $110 | VS | www.atimetals.com, +1 800-289-8443 |
| Arconic | Udimet 720, René 41 | $100 – $160 | VS, Wereldwijd | www.arconic.com, +1 412-315-2900 |
| Erasteel | Nimonic 80A, Waspaloy | $80 – $140 | Frankrijk | www.erasteel.com, +33 1 53 32 30 00 |
| Precision Castparts Corp | Mar-M247, Waspaloy | $90 – $150 | VS, Wereldwijd | www.precast.com, +1 503-946-4800 |
Voordelen van superlegeringen op nikkelbasis
Superlegeringen op basis van nikkel hebben verschillende voordelen die ze tot het materiaal bij uitstek maken voor toepassingen met hoge spanning en hoge temperaturen. Laten we eens kijken naar enkele van de belangrijkste voordelen.
Tabel: Voordelen van superlegeringen op nikkelbasis
| Voordeel | Beschrijving |
|---|---|
| Weerstand tegen hoge temperaturen | Behoud sterkte en stabiliteit bij temperaturen boven 1000°C |
| Corrosieweerstand | Bestand tegen oxidatie, sulfidering en andere vormen van corrosie bij hoge temperaturen |
| Mechanische kracht | Uitzonderlijke trek- en breuksterkte, cruciaal voor omgevingen met hoge spanning |
| Kruipweerstand | Minimaliseer vervorming bij langdurige blootstelling aan hoge spanningen en temperaturen |
| Weerstand tegen vermoeiing | Hoge weerstand tegen vermoeidheid, waardoor ze ideaal zijn voor cyclische belastingsomstandigheden |
| Veelzijdigheid | Geschikt voor een breed scala aan industrieën, waaronder de lucht- en ruimtevaart, energieopwekking en chemische verwerking |
| Duurzaamheid | Lange operationele levensduur, zelfs in extreme omgevingen |
| Thermische stabiliteit | Stabiele mechanische eigenschappen over een breed temperatuurbereik |
| Bewerkbaarheid | Kan worden bewerkt volgens nauwkeurige specificaties, essentieel voor complex componentontwerp |
| Aanpasbaarheid | Legeringcomposities kunnen worden afgestemd op specifieke toepassingsvereisten |
Nadelen van Superlegeringen op basis van nikkel
Ondanks hun talrijke voordelen hebben superlegeringen op basis van nikkel bepaalde beperkingen. Hier is een blik op enkele van de mogelijke nadelen.
Tabel: Nadelen van superlegeringen op nikkelbasis
| Nadeel | Beschrijving |
|---|---|
| Hoge kosten | Duur vanwege de kosten van grondstoffen en complexe productieprocessen |
| Machinale uitdagingen | Moeilijk te bewerken in vergelijking met andere materialen, vereist gespecialiseerde gereedschappen en technieken |
| Dikte | Relatief hoge dichtheid, wat een nadeel kan zijn bij toepassingen waarbij het gewicht van belang is |
| Beschikbaarheid | Beperkte beschikbaarheid van bepaalde legeringen en kwaliteiten, wat mogelijk kan leiden tot langere levertijden |
| Complexiteit van recycling | Het recyclen van deze superlegeringen is een uitdaging vanwege hun complexe samenstelling |
| Fabricagemoeilijkheid | Vereist geavanceerde fabricagetechnieken, die tijdrovend en kostbaar kunnen zijn |
| Warmtegeleiding | Lagere thermische geleidbaarheid vergeleken met sommige andere materialen met hoge temperaturen |
| Milieu-impact | De winning en verwerking van grondstoffen kan aanzienlijke gevolgen hebben voor het milieu |
| Allergische reacties | Mogelijkheid tot nikkelallergie bij sommige personen |
| Beperkte leveranciers | Minder leveranciers met de capaciteit om superlegeringen van hoge kwaliteit te produceren, wat de concurrentie op de markt beïnvloedt |
Vergelijking van Superlegeringen op basis van nikkel
Het vergelijken van verschillende nikkel-gebaseerde superlegeringen helpt bij het selecteren van het juiste materiaal voor specifieke toepassingen. Hier is een gedetailleerde vergelijking op basis van belangrijke parameters.
Tabel: Vergelijking van superlegeringen op nikkelbasis
| Legering | Kracht | Temperatuurbestendigheid | Corrosieweerstand | Bewerkbaarheid | Kosten |
|---|---|---|---|---|---|
| Inconel 718 | Hoog | Tot 700°C | Uitstekend | Goed | Gematigd |
| Hastelloy X | Gematigd | Tot 1200°C | Uitstekend | Eerlijk | Hoog |
| Waspaloy | Heel hoog | Tot 870°C | Goed | Eerlijk | Hoog |
| René 41 | Heel hoog | Tot 1000°C | Uitstekend | Moeilijk | Hoog |
| Nimonic 80A | Hoog | Tot 815°C | Goed | Goed | Gematigd |
| Legering 625 | Hoog | Tot 982°C | Uitstekend | Goed | Hoog |
| Haynes 282 | Heel hoog | Tot 980°C | Goed | Eerlijk | Hoog |
| Incoloy 800 | Gematigd | Tot 700°C | Uitstekend | Goed | Gematigd |
| Mar-M247 | Heel hoog | Tot 1150°C | Goed | Moeilijk | Heel hoog |
| Udimet720 | Heel hoog | Tot 950°C | Uitstekend | Eerlijk | Hoog |
Veelgestelde vragen
Tabel: Veelgestelde vragen over superlegeringen op nikkelbasis
| Vraag | Antwoord |
|---|---|
| Wat zijn superlegeringen op nikkelbasis? | Hoogwaardige legeringen die voornamelijk uit nikkel bestaan en ontworpen zijn voor extreme omgevingen. |
| Welke industrieën gebruiken superlegeringen op nikkelbasis? | Lucht- en ruimtevaart, energieopwekking, chemische verwerking, scheepvaart, automobielindustrie en meer. |
| Waarom zijn superlegeringen op nikkelbasis duur? | Vanwege de kosten van de grondstoffen en de complexe productieprocessen die ermee gepaard gaan. |
| Kunnen superlegeringen op nikkelbasis gerecycled worden? | Ja, maar recycling is complex vanwege de complexe samenstelling ervan. |
| Wat is de temperatuurgrens voor superlegeringen op nikkelbasis? | Ze zijn bestand tegen temperaturen tot 1200°C, afhankelijk van de legering. |
| Zijn er gezondheidsrisico's verbonden aan superlegeringen op basis van nikkel? | Mogelijke nikkelallergieën bij sommige personen. |
| Hoe worden superlegeringen op nikkelbasis geproduceerd? | Door processen zoals gieten, smeden en poedermetallurgie. |
| Wat maakt superlegeringen op nikkelbasis corrosiebestendig? | Een hoog chroomgehalte en andere legeringselementen zorgen voor een uitstekende corrosiebestendigheid. |
| Kunnen deze superlegeringen gelast worden? | Ja, maar voor lassen zijn specifieke technieken en nabehandelingen nodig. |
| Hoe verhouden superlegeringen op nikkelbasis zich tot andere superlegeringen? | Ze bieden over het algemeen superieure prestaties bij hoge temperaturen en zijn corrosiebestendig. |
Conclusie
Superlegeringen op basis van nikkel zijn essentiële materialen die prestaties leveren in enkele van de meest uitdagende technische omgevingen. Hun opmerkelijke eigenschappen maken ze onmisbaar in industrieën waar falen geen optie is. Door hun samenstelling, eigenschappen, toepassingen en de betrokken afwegingen te begrijpen, kunnen ingenieurs en materiaalwetenschappers weloverwogen beslissingen nemen die de grenzen van technologie en innovatie verleggen.
Dus de volgende keer dat u een straalmotor of een gasturbine ziet, denk dan aan de onbezongen helden: de superlegeringen op nikkelbasis. Zij werken onvermoeibaar achter de schermen om de wereld soepel te laten draaien.
Delen op
MET3DP Technology Co, LTD is een toonaangevende leverancier van additieve productieoplossingen met hoofdkantoor in Qingdao, China. Ons bedrijf is gespecialiseerd in 3D printapparatuur en hoogwaardige metaalpoeders voor industriële toepassingen.
Onderzoek om de beste prijs en een op maat gemaakte oplossing voor uw bedrijf te krijgen!
gerelateerde artikelen
Over Met3DP
Recente update
Ons product
NEEM CONTACT MET ONS OP
Nog vragen? Stuur ons nu een bericht! Na ontvangst van uw bericht behandelen wij uw verzoek met een heel team.
Metaalpoeders voor 3D printen en additieve productie
BEDRIJF
PRODUCT
contact informatie
- Qingdao-stad, Shandong, China
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731