سبيكة 909 ، Incoloy 909 ، UNS N19909

سبيكة 909 ، سلك Incoloy 909 ، UNS N19909

سبيكة 909 (Incoloy 909 Wire ، UNS N19909) - مقدمة مع التركيب والخصائص والتطبيقات وأشكال المنتجات

سبيكة 909 ، المعروفة تجاريا باسم Incoloy 909 والمعينة من قبل UNS N19909 ، هي سبيكة فائقة من النيكل والحديد والكوبالت تصلب هطول الأمطار مصممة بشكل فريد للتمدد الحراري المنخفض و قوة استثنائية في درجات الحرارة العالية. على عكس السبائك الفائقة التقليدية التي تركز على التآكل ، فقد تم تحسينها للتطبيقات التي تتطلب ثباتا في الأبعاد في ظل التدوير الحراري الشديد - من درجات الحرارة المبردة إلى المرتفعة الحرارة - مما يجعلها مادة مهمة في قطاعات الطيران والدفاع والطاقة المتقدمة. وهي متوفرة في مجموعة شاملة من الأشكال لتلبية الاحتياجات الصناعية المتنوعة ، بما في ذلك الشريط (الشريط الدائري ، الشريط المسطح) ، الشريط ، الأسلاك ، القضبان ، الأنبوب ، الأنابيب ، الرقائق ، اللوحة ، الألواح ، الشريط ، ومخزون الحدادة . تتميز Incoloy 909 Wire ، على وجه الخصوص ، بتمددها الحراري المنخفض المنتظم ودقتها ، مما يجعلها مثالية للحام وتصنيع الزنبرك والمكونات المعقدة في محركات الصواريخ و هياكل الأقمار الصناعية. فيما يلي نظرة عامة مفصلة على تركيبها الكيميائي وخصائصه الرئيسية وتطبيقاته العملية وأشكال المنتجات المتاحة.

التركيب الكيميائي

التركيب الكيميائي المتوازن بدقة للسبيكة 909 (Incoloy 909 ، UNS N19909) هو أساس التمدد الحراري المنخفض للغاية وقوة درجات الحرارة العالية. التكوين النموذجي (بالوزن) هو كما يلي:

النيكل (Ni): 38-42٪ (عنصر المصفوفة الأساسي ، مما يتيح ترسيب مراحل التعزيز وتوفير ليونة خط الأساس ؛ يعزز أيضا صلابة درجات الحرارة المنخفضة)

الحديد (الحديد): 34-38٪ (يوازن كثافة السبيكة وتكلفتها أثناء العمل مع النيكل والكوبالت لقمع التمدد الحراري ؛ يحسن قابلية التصنيع لتشكيل الأسلاك والألواح)

الكوبالت (Co): 18-22٪ (المساهم الرئيسي في التمدد الحراري المنخفض للغاية - يشكل مصفوفة "معوضة حراريا" بالنيكل والحديد ، مما يقلل من تغيرات الأبعاد تحت درجة الحرارة التقلبات)

النيوبيوم (ملحوظة) + التيتانيوم (Ti): 4.5-5.5٪ (مجتمعة ؛ ملحوظة: 3.0-4.0٪ ، Ti: 1.5-2.0٪) - من جاما مزدوج الصدر (γ بوصة) يترسب بين المعادن أثناء الشيخوخة ، مما يوفر قوة استثنائية في درجات الحرارة العالية دون زيادة الحرارة توسع

الألومنيوم (Al): 0.1-0.5٪ (يكرر γ بوصة ، مما يعزز القوة في درجات الحرارة المرتفعة مع الحفاظ على ليونة)

الكربون (C): ≤ 0.03٪ (يتم تقليله لمنع تكوين الكربيد ، مما قد يزيد من التمدد الحراري ويسبب تقصف حدود الحبوب)

السيليكون (Si): ≤ 0.3٪ (يساعد في إزالة الأكسدة أثناء التصنيع دون المساس بخصائص التمدد الحراري المنخفضة)

المنغنيز (Mn): ≤ 0.5٪ (يعزز قابلية التشغيل الساخن ، مما يتيح التصنيع في أشكال رقيقة مثل الأسلاك والرقائق)

الفوسفور (P): ≤ 0.015٪ (محدود بشكل صارم لتجنب تقصف حدود الحبوب ، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات المبردة وعالية الإجهاد)

الكبريت (S): ≤ 0.01٪ (مصغر لضمان ليونة جيدة ومقاومة تكسير التآكل الناتج عن الإجهاد تحت الدورة الحرارية)

البورون (ب): 0.002-0.008٪ (يقوي حدود الحبوب ، ويحسن مقاومة الزحف في درجات الحرارة العالية دون تغيير التمدد الحراري)

يوفر هذا المزيج الهندسي - الذي يركز على النيكل والحديد والكوبالت للتمدد الحراري المنخفض والنيوبيوم والتيتانيوم للقوة - "ثبات الأبعاد + القوة العالية" الفريد من نوعه لسبيكة 909 اداء.

الخصائص الرئيسية

سبيكة 909 (Incoloy 909 Wire ، UNS N19909) وأشكالها المختلفة تظهر خصائص استثنائية مصممة خصيصا للدورات الحرارية والبيئات عالية الضغط:

الخواص الميكانيكية (حالة العمر ، 705 درجة مئوية / 1300 درجة فهرنهايت لمدة 8 ساعات + 620 درجة مئوية / 1150 درجة فهرنهايت لمدة 8 ساعات)

قوة الشد: 1240-1450 ميجا باسكال (180،000-210،000 رطل لكل بوصة مربعة) في درجة حرارة الغرفة ؛ يحتفظ ~ 965 ميجا باسكال (140،000 رطل لكل بوصة مربعة) عند 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت)

قوة الخضوع (إزاحة 0.2٪): 1035-1240 ميجا باسكال (150،000-180،000 رطل لكل بوصة مربعة) في درجة حرارة الغرفة ؛ يحتفظ ~ 895 ميجا باسكال (130،000 رطل لكل بوصة مربعة) عند 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت)

الاستطالة (في 50 مم): 12-20٪ (ليونة ممتازة للتشكيل على البارد - على سبيل المثال ، ثني الأسلاك في نوابض دقيقة ، وتشكيل الصفيحة إلى مكونات الأقمار الصناعية)

تقليل المساحة: 25-35٪ (صلابة فائقة ، مقاومة الكسر تحت الدورة الحرارية والإجهاد الميكانيكي)

صلابة: 38-44 HRC (صلابة روكويل) في درجة حرارة الغرفة ؛ يحافظ على ~ 32 HRC عند 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت)

التمدد الحراري (الميزة الأساسية)

معامل التمدد الحراري (CTE): منخفض للغاية ومستقر عبر نطاق درجة حرارة واسع:

20-300 درجة مئوية (68-572 درجة فهرنهايت): 4.0-5.5 ميكرومتر / (م · كلفن) (1/3 من 316 الفولاذ المقاوم للصدأ ؛ 1/2 من Incoloy 925)

20-650 درجة مئوية (68-1200 درجة فهرنهايت): 5.5-7.0 ميكرومتر / (م · كلفن) (الحد الأدنى من الزيادة حتى في درجات الحرارة المرتفعة ، مما يضمن استقرار الأبعاد)

المبردة (-270 درجة مئوية / -454 درجة فهرنهايت إلى 20 درجة مئوية / 68 درجة فهرنهايت): يظل الاعتلال الدماغي الرضحي المزمن قريبا من الصفر ، مما يتجنب الكسر الهش في تطبيقات درجات الحرارة المنخفضة

خصائص درجات الحرارة العالية

درجة حرارة الخدمة المستمرة: حتى 700 درجة مئوية (1292 درجة فهرنهايت) (تحافظ على القوة والتمدد الحراري المنخفض ؛ التعرض قصير المدى حتى 800 درجة مئوية / 1472 درجة فهرنهايت)

مقاومة الزحف: استثنائية لسبيكة CTE منخفضة - قوة تمزق زحف 1000 ساعة ~ 480 ميجا باسكال (70,000 رطل لكل بوصة مربعة) عند 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت) (تتفوق على معظم أنواع الفولاذ منخفضة التمدد)

مقاومة التعب الحراري: يقاوم 10,000+ دورة حرارية (على سبيل المثال ، -196 درجة مئوية / -321 درجة فهرنهايت إلى 650 درجة مئوية / 1200 درجة فهرنهايت) دون تكسير ، وهو أمر بالغ الأهمية لمحركات الصواريخ ومكونات التوربينات

خصائص درجات الحرارة المنخفضة والتآكل

المتانة المبردة: تحتفظ بالليونة عند -270 درجة مئوية (-454 درجة فهرنهايت) (بدون انتقال هش ، ومناسبة للغاز الطبيعي المسال وتطبيقات الفضاء)

التآكل العام: مقاومة معتدلة للرطوبة الجوية والبخار الصناعي والأحماض الخفيفة (تركز على الأداء الحراري على مقاومة التآكل الشديد ؛ الطلاءات التكميلية المستخدمة في البيئات الكيميائية القاسية)

الخصائص الفيزيائية

الكثافة: 8.2 جم / سم مكعب (0.296 رطل / بوصة) (أعلى من الفولاذ منخفض التمدد ولكنه متوازن بقوة فائقة)

الموصلية الحرارية: 11.5 واط / (م · كلفن) عند 20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت) ؛ يزيد إلى 18.5 واط/(م· كلفن) عند 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت) (نقل الحرارة المتحكم فيه لمكونات الإدارة الحرارية)

معامل المرونة: 210 جيجا باسكال (30,500 كيلو مترو) في درجة حرارة الغرفة. ينخفض إلى ~ 180 جيجا باسكال (26,100 كيلو سي آي) عند 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت)

نقطة الانصهار: 1340-1390 درجة مئوية (2444-2534 درجة فهرنهايت)

أشكال المنتج

يتم تصنيع سبيكة 909 (Incoloy 909 ، UNS N19909) في مجموعة متنوعة من الأشكال لاستيعاب الدورة الحرارية المتخصصة والتطبيقات عالية الضغط:

الشريط: قضيب دائري (أقطار 8-200 مم) وقضيب مسطح (سمك 6-100 مم ، عرض 25-500 مم) - مثالي للتصنيع في فوهات محرك الصواريخ وأقراص التوربينات والسحابات عالية الدقة.

الشريط: شرائط رفيعة ومسطحة (سمك 0.08-0.9 مم ، عرض 4-90 مم) - تستخدم في طلاء الرش الحراري لثبات الأبعاد على الركائز المعدنية وموانع التسرب المرنة للغرف ذات درجة الحرارة العالية.

الأسلاك: سلك Incoloy 909 (أقطار 0.4-6 مم) - يعمل كمعدن حشو لحام للانضمام إلى 909 مكونات ، كنوابض دقيقة في آليات نشر الأقمار الصناعية ، وكأسلاك استشعار في المبردة نظم.

القضبان: قضبان أسطوانية صلبة (أقطار 3-50 مم) - تستخدم لمعدن حشو GTAW وتصنيع المكونات الصغيرة مثل سيقان الصمامات ومجسات الأدوات في بيئات الدراجات الحرارية.

الأنبوب والأنابيب: أنبوب غير ملحوم (القطر الخارجي 5-150 مم ، سمك الجدار 0.6-10 مم) - أمر بالغ الأهمية لنقل السوائل بدرجة حرارة عالية (على سبيل المثال ، خطوط وقود الصواريخ وأنابيب تبريد التوربينات) التي تتطلب استقرار الأبعاد.

رقائق معدنية: صفائح رقيقة للغاية (سمك 0.015-0.1 مم) - تستخدم كحواجز حرارية في المكونات الإلكترونية وحشيات رفيعة في الأدوات الدقيقة المعرضة لتقلبات درجات الحرارة.

اللوحة والصفيحة: صفيحة (سمك 4-50 مم) وورقة (سمك 0.3-4 مم) - ملفقة في الألواح الهيكلية للأقمار الصناعية ، وبطانات احتراق محرك الصواريخ ، والدروع الحرارية للتوربينات.

الشريط: شرائط ضيقة ومسطحة (سمك 0.08-2 مم ، عرض 3-50 مم) - تستخدم للمكونات الدقيقة مثل زعانف المبادل الحراري ، والملامسات الكهربائية ، وحلقات الختم في أنظمة الدراجات الحرارية.

مخزون الحدادة: قضبان وسبائك (أحجام تصل إلى 600×600 مم) - مزورة على الساخن في أشكال معقدة (على سبيل المثال ، دوارات التوربينات وأغلفة محرك الصواريخ) تتطلب تمددا حراريا منخفضا وقوة عالية.

التطبيقات

إن التمدد الحراري المنخفض الاستثنائي وقوة درجات الحرارة العالية للسبيكة 909 (Incoloy 909 Wire ، UNS N19909) تجعلها لا يمكن الاستغناء عنها في الصناعات التي يكون فيها استقرار الأبعاد تحت الحرارة ركوب الدراجات أمر بالغ الأهمية:

الفضاء والدفاع

محركات الصواريخ والصواريخ: بطانات الاحتراق (لوح / صفائح) ، فوهات (مخزون القضبان / الحدادة) ، وخطوط الوقود (الأنبوب) - تقاوم الدوران الحراري الشديد (الوقود المبرد إلى العادم 1000 درجة مئوية +) بدون الاعوجاج.

الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية: الألواح الهيكلية (الورقة) ، ونوابض النشر (الأسلاك) ، ودعامات الهوائي (القضيب) - تحافظ على دقة الأبعاد في تقلبات درجات الحرارة القصوى للفضاء (-270 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية).

المحركات النفاثة: مكونات التوربينات ذات الضغط العالي (مخزون / لوحة الحدادة) - تقاوم التعب الحراري من دورات بدء تشغيل المحرك وتحتفظ بالقوة عند 650-700 درجة مئوية.

طاقة متقدمة

الاندماج النووي: المكونات المواجهة للبلازما (اللوحة) - تقاوم الدوران الحراري بين التبريد المبرد والتعرض للبلازما بدرجة حرارة 600 درجة مئوية مع الحفاظ على الشكل.

صناعة الغاز الطبيعي المسال: بطانات صهاريج التخزين المبردة (الصفائح / الرقائق) وأنابيب النقل (الأنبوب) - تحتفظ بالليونة عند -162 درجة مئوية (نقطة غليان الغاز الطبيعي المسال) وتقلل من التمدد / الانكماش أثناء التعبئة / افراغ.

تقنية التوربينات: أنابيب المبادل الحراري (الأنبوب) وأقراص الدوار (مخزون الحدادة) - تضمن استقرار الأبعاد في توربينات الغاز ذات الدورة المركبة (CCGT) مع التغيرات المتكررة في درجات الحرارة.

الهندسة الدقيقة

تصنيع أشباه الموصلات: معدات معالجة الرقاقة (لوحة / شريط) - تحافظ على الدقة في غرف التلدين ذات درجة الحرارة العالية مع تفاوتات أبعاد ضيقة.

أدوات المقاييس: معايير المعايرة (بار) - تضمن CTE المنخفضة للغاية الدقة عبر نطاقات درجات الحرارة في أنظمة القياس الصناعية.

الطلبات المتخصصة حسب النموذج

الأسلاك: لحام حشو المعادن لمكونات محرك الصواريخ ؛ النوابض الدقيقة في آليات نشر الأقمار الصناعية.

لوحة / ورقة: الألواح الهيكلية للأقمار الصناعية وبطانات احتراق محرك الصواريخ.

مخزون الأنبوب / الحدادة: خطوط وقود الصواريخ ودوارات التوربينات التي تتطلب ثباتا في الأبعاد.

الشريط / الرقائق: حواجز حرارية في الإلكترونيات والحشيات المبردة.

باختصار ، تعيد السبيكة 909 (Incoloy 909 Wire ، UNS N19909) - المتوفرة في أشكال من القضيب والأسلاك إلى الألواح ومخزون الحدادة - تعريف الأداء لتطبيقات ركوب الدراجات الحرارية. يتيح تمدده الحراري المنخفض الفريد وقوته العالية الابتكارات في قطاعات الطيران والفضاء والطاقة ، حيث تفشل المواد التقليدية في الحفاظ على استقرار الأبعاد. إنها المادة المفضلة للمهندسين الذين يسعون إلى القضاء على الفشل الناجم عن الحرارة وضمان الدقة على المدى الطويل.

التعبئة التعبئة القياسية:

تشتمل العبوات السائبة النموذجية على بلاستيك منقول 5 جالون / 25 كجم. دلاء ، براميل ألياف وفولاذية إلى أكياس سوبر 1 طن في حاوية كاملة (FCL) أو حمولة شاحنة (T / L) كميات. يمكن تعبئة كميات البحث والعينة والمواد الاسترطابية أو المؤكسدة أو غيرها من المواد الحساسة للهواء تحت الأرجون أو الفراغ. يتم تعبئة المحاليل في عبوات من مادة البولي بروبيلين أو البلاستيك أو الزجاج حتى حقائب سائلة سعة 1008 جالون متوفرة عبوة خاصة عند الطلب.