Legierung 188, Haynes 188 Schmiedeteile, UNS R30188

Legierung 188, Udimet 188 Draht, UNS R30188

Alloy 188 (Udimet 188 Draht, UNS R30188) - Einführung mit Zusammensetzung, Eigenschaften, Anwendungen und Produktformen

Die Legierung 188, kommerziell als Udimet 188 bekannt und mit UNS R30188 bezeichnet, ist eine Kobalt-Nickel-Chrom-Wolfram-Superlegierung, die für ihre außergewöhnliche Hochtemperaturfestigkeit bekannt ist. Oxidationsbeständigkeit und thermische Ermüdungsleistung. Diese Legierung wurde speziell für den Einsatz in extremen thermischen Umgebungen – einschließlich zyklischem Erhitzen und Abkühlen – entwickelt, was sie zu einem kritischen Material in der Luft- und Raumfahrt, im Energiesektor und in der Industrie macht Anwendungen, bei denen Komponenten über einen längeren Zeitraum Verbrennungsgasen, hoher Belastung und rauen Atmosphären ausgesetzt sind. Es ist in einer umfassenden Palette von Formen erhältlich, um unterschiedliche industrielle Anforderungen zu erfüllen, einschließlich Stangen (Rundstangen, Flachstangen), Bänder, Drähte, Stangen, Rohre, Rohre, Folien, Platten, Bleche, Bänder und Schmiedematerial . Insbesondere Udimet 188 Wire zeichnet sich durch seine gleichmäßigen Hochtemperatureigenschaften, Flexibilität und Präzision aus und eignet sich daher ideal für Schweißen, thermisches Spritzen und komplizierte Beschichtungen. Komponenten in Gasturbinentriebwerken und industriellen Systemen mit hoher Hitze. Im Folgenden finden Sie einen detaillierten Überblick über die chemische Zusammensetzung, die wichtigsten Eigenschaften, die praktischen Anwendungen und die verfügbaren Produktformen.

Chemische Zusammensetzung

Die präzise ausbalancierte chemische Zusammensetzung der Legierung 188 (Udimet 188 Wire, UNS R30188) ist die Grundlage für ihre außergewöhnliche Hochtemperaturleistung und Korrosionsbeständigkeit. Die typische Zusammensetzung (nach Gewicht) ist wie folgt:

Kobalt (Co): 39-41 % (das primäre Matrixelement, das Hochtemperaturstabilität bietet und die thermische Ermüdungsbeständigkeit verbessert)

Nickel (Ni): 21-23 % (verbessert die Duktilität, Korrosionsbeständigkeit und Kompatibilität mit Hochtemperaturlegierungen in Baugruppen)

Chrom (Cr): 20-22 % (bildet eine dichte, schützende Chromoxidschicht, die eine hervorragende Oxidations- und Sulfidierungsbeständigkeit bei ultrahohen Temperaturen gewährleistet)

Wolfram (W): 13-15% (stärkt die Legierung durch Festlösungshärtung und bildet stabile Karbide, wodurch die Kriech- und Bruchfestigkeit erhöht wird)

Molybdän (Mo): 1,5-2,5 % (ergänzt die Hochtemperaturfestigkeit und erhöht die Beständigkeit gegen Lochfraß in rauen chemischen Umgebungen)

Eisen (Fe): ≤ 3,0 % (minimiert, um die Hochtemperatureigenschaften und die Oxidationsbeständigkeit zu erhalten)

Kohlenstoff (C): 0,05-0,15 % (bildet Karbide mit Wolfram und Chrom, verstärkt die Korngrenzen und verbessert die Zeitstandfestigkeit)

Silizium (Si): 0,2-0,5 % (hilft bei der Desoxidation während der Herstellung und unterstützt die Bildung von Oxidschichten für eine bessere Oxidationsbeständigkeit)

Mangan (Mn): ≤ 0,5 % (verbessert die Warmverarbeitbarkeit und ermöglicht die Verarbeitung in verschiedenen Produktformen)

Aluminium (Al): ≤ 0,5 % (kontrolliert das Wachstum der Oxidschicht und verlängert die langfristige Oxidationsbeständigkeit)

Titan (Ti): ≤ 0,5 % (stabilisiert Karbide und verfeinert das Gefüge für eine verbesserte mechanische Konsistenz)

Phosphor (P): ≤ 0,03 % (streng begrenzt, um eine Versprödung der Korngrenzen zu verhindern)

Schwefel (S): ≤ 0,01 % (minimiert, um eine gute Duktilität und Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion zu gewährleisten)

Diese technische Mischung – deren Mittelpunkt Kobalt, Chrom und Refraktärmetalle liegen – bietet die für Alloy 188 charakteristische Ultrahochtemperaturleistung, thermische Ermüdungsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit Stabilität, entscheidend für anspruchsvolle thermische Anwendungen.

Wichtige Eigenschaften

Die Legierung 188 (Udimet 188 Wire, UNS R30188) und ihre verschiedenen Formen weisen außergewöhnliche Eigenschaften auf, die sie bei ultrahohen Temperaturen, korrosiver und zyklischer Beanspruchung unverzichtbar machen Umgebungen:

Mechanische Eigenschaften (lösungsgeglühter Zustand):

Zugfestigkeit: 780-880 MPa (113.100-127.600 psi) bei Raumtemperatur; behält ~320 MPa (46.400 psi) bei 1000 °C (1832 °F) bei

Streckgrenze (0,2 % Versatz): 350-420 MPa (50.800-60.900 psi) bei Raumtemperatur; behält ~250 MPa (36.300 psi) bei 1000 °C (1832 °F) bei

Dehnung (in 50 mm): 30-40% bei Raumtemperatur; 15-25 % bei 1000 °C (1832 °F) (ausgezeichnete Duktilität für die Umformung komplexer Komponenten wie Turbinendichtungen)

Reduzierung der Fläche: 45-55% (überlegene Zähigkeit, Bruchfestigkeit bei zyklischer Hochtemperaturbelastung)

Härte: 210-250 HB (Brinell-Härte) bei Raumtemperatur; hält ~160 HB bei 1000°C (1832°F) aufrecht

Eigenschaften bei hohen Temperaturen:

Dauergebrauchstemperatur: Bis zu 1150 °C (2102 °F) (gehört zu den Top-Performern für kobaltbasierte Superlegierungen mit Langzeitstabilität)

Kriechfestigkeit: Außergewöhnliche Beständigkeit gegen Kriechverformung bei extrem hohen Temperaturen – 1000 Stunden Zeitstandfestigkeit von ~110 MPa (15.950 psi) bei 1100 °C (2012 °F)

Thermische Ermüdungsbeständigkeit: Hält wiederholten thermischen Zyklen (z. B. -60 °C bis 1100 °C) stand, ohne Risse zu bilden, was für Komponenten wie Gasturbinen-Verbrennungsauskleidungen von entscheidender Bedeutung ist

Oxidationsbeständigkeit: Überlegene Oxidations- und Kalkbeständigkeit an der Luft bei Temperaturen bis zu 1200 °C (2192 °F) mit minimalem Gewichtsverlust auch nach 10.000 Stunden bei 1050 °C (1922 °F)

Korrosionsbeständigkeit:

Allgemeine Korrosion: Ausgezeichnete Beständigkeit gegen Hochtemperatur-Verbrennungsgase, Industriechemikalien und Salzschmelzen

Sulfidierungsbeständigkeit: Beständig gegen Sulfidierung in schwefelhaltigen Umgebungen (z. B. Kohlekraftwerke) bis zu 1000 °C (1832 °F)

Lochfraß/Spaltkorrosion: Gute Beständigkeit gegen Lochfraß in chloridreichen Umgebungen, geeignet für Hochtemperaturkomponenten in der Schifffahrt und auf See

Aufkohlungsbeständigkeit: Erhält die Integrität in Aufkohlungsatmosphären (z. B. Industrieöfen) durch Begrenzung der Kohlenstoffabsorption und des Hartmetallüberwachsens

Physikalische Eigenschaften:

Dichte: 8,9-9,0 g/cm³ (0,322-0,325 lb/in³)

Wärmeleitfähigkeit: 12-14 W/(m·K) bei 20°C (68°F); erhöht sich auf 29-32 W/(m·K) bei 1000°C (1832°F) (effiziente Wärmeableitung bei hohen Temperaturen)

Wärmeausdehnungskoeffizient: 14,0-16,0 μm/(m·K) (20-1000°C) (kontrollierte Ausdehnung zur Minimierung der thermischen Belastung in den montierten Komponenten)

Elastizitätsmodul: 220-230 GPa (31.900-33.400 ksi) bei Raumtemperatur; sinkt auf ~155 GPa (22.500 ksi) bei 1000 °C (1832 °F)

Schmelzpunkt: 1370-1420 °C (2498-2588 °F)

Produktformen

Die Legierung 188 (Udimet 188 Wire, UNS R30188) wird in einer Vielzahl von Formen hergestellt, um spezielle Ultrahochtemperatur- und korrosionsbeständige Anwendungen zu ermöglichen:

Stange: Erhältlich als Rundstange (Durchmesser von 10 mm bis 200 mm) und Flachstange (Dicke 5 mm bis 100 mm, Breite 20 mm bis 500 mm), ideal für die Bearbeitung von Turbinenkomponenten, Ventilschäften und Hochtemperaturanwendungen Verschlüsse.

Band: Dünne, flache Bänder (Dicke 0,1 mm bis 1 mm, Breite 5 mm bis 100 mm), die in thermischen Spritzbeschichtungen, elektrischen Heizelementen und flexiblen Dichtungen für Hochtemperaturöfen verwendet werden.

Draht: Udimet 188 Draht (Durchmesser 0,5 mm bis 6 mm) bietet gleichmäßige Hochtemperatureigenschaften, geeignet für Schweißen (WIG/MIG), thermische Spritzanwendungen und Präzisionsheizschlangen.

Stäbe: Massive zylindrische Stäbe (Durchmesser 3 mm bis 50 mm), die für das Lichtbogenschweißen (GTAW) und die Herstellung von kleinen Hochtemperaturbauteilen (z. B. Sensorhalterungen) verwendet werden.

Rohre: Hohlformen (Außendurchmesser 6 mm bis 100 mm, Wandstärke 0,5 mm bis 10 mm) für den Transport von Hochtemperaturflüssigkeiten (z. B. Ofenbrennstoffleitungen, Kühlmittelrohre für Raketentriebwerke).

Folie: Ultradünne Bleche (Dicke 0,02 mm bis 0,1 mm), die in Hochtemperaturdichtungen, Hitzeschilden und Dünnschicht-Wärmebarrieren für die Elektronik verwendet werden.

Blech und Blech: Flache Formen (Blech: Dicke 3 mm bis 50 mm; Blech: 0,3 mm bis 3 mm) für die Herstellung von Verbrennungsauskleidungen, Ofenwänden und Wärmetauschern für die Luft- und Raumfahrt.

Band: Schmale, flache Bänder (Dicke 0,1 mm bis 2 mm, Breite 3 mm bis 50 mm) für Präzisionsbauteile wie Turbinendichtungen, Wärmetauscherlamellen und elektrische Kontakte.

Schmiedematerial: Knüppel und Barren zum Warmschmieden in komplexe Formen (z. B. Gasturbinenscheiben, Raketentriebwerksdüsen, Industrieofentüren), die eine Ultrahochtemperaturfestigkeit erfordern.

Anträge

Die außergewöhnliche Ultrahochtemperaturfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit und thermische Ermüdungsbeständigkeit der Legierung 188 (Udimet 188 Draht, UNS R30188) in ihren verschiedenen Formen machen sie zu einem kritischen Material in Industrien, die Leistung unter extremen thermischen Bedingungen erfordern:

Luft- und Raumfahrt:

Gasturbinentriebwerke: Verbrennungsauskleidungen, Turbinenschaufeln und Nachbrennerkomponenten (aus Blechen, Schmiedematerial und Blechen) halten Temperaturen von bis zu 1150 °C (2102 °F) stand.

Raketenantrieb: Düsenkehlen, Komponenten für Einspritzdüsen und Hitzeschilde (von Schmiedematerial, Rohren und Blechen), die der extremen Hitze durch die Verbrennung von Raketentreibstoff standhalten.

Befestigungselemente für die Luft- und Raumfahrt: Hochtemperaturschrauben und -bolzen (von Stangen und Stangen) zur Sicherung von Triebwerkskomponenten, die zyklischer thermischer Belastung ausgesetzt sind.

Energie- und Stromerzeugung:

Gas-/Dampfturbinen: Warmteilkomponenten (aus Blech, Schmiedematerial und Stangen) für industrielle Leistungsturbinen, die hohen Temperaturen und zyklischen Belastungen standhalten.

Kernkraft: Wärmetauscherrohre und Strukturbauteile (aus Rohren und Platten), die Strahlung und Hochtemperatur-Kühlmitteln standhalten.

Müllverbrennungsanlagen: Brennkammerauskleidungen und Wärmerückgewinnungskomponenten (aus Blech und Platte), die korrosiven Rauchgasen bei 1000 °C+ standhalten.

Industrie- und Hochtemperaturverarbeitung:

Hochtemperaturöfen: Ofenwände, Heizelemente und Thermoelementhüllen (aus Draht, Platte und Rohr), die in Luft oder inerten Atmosphären bis zu 1200 °C (2192 °F) betrieben werden.

Chemische Verarbeitung: Reaktorauskleidungen, Katalysatorstützgitter und Wärmetauscher (aus Platten, Rohren und Stangen) halten aggressiven Chemikalien bei erhöhten Temperaturen stand.

Metallurgische Verarbeitung: Komponenten für Warmwalzwerke, Wärmebehandlungsvorrichtungen und Teile für die Handhabung von geschmolzenem Metall (aus Stangen, Schmiedematerial und Blechen), die Verschleiß und hoher Hitze standhalten.

Verteidigung und Spezialtechnik:

Militärische Flugzeugtriebwerke: Kritische Warmteilkomponenten (aus Schmiedematerial und Blech), die eine Beständigkeit bei extrem hohen Temperaturen in Kampfumgebungen erfordern.

Hyperschallfahrzeuge: Hitzeschilde und Strukturbauteile (aus Blech und Schmiedematerial), die einer aerodynamischen Erwärmung von bis zu 1150 °C (2102 °F) standhalten.

Spezialisierte Anwendungen nach Formular:

Draht: Schweißzusatz zum Fügen von Hochtemperaturbauteilen, thermischen Spritzbeschichtungen und Präzisionsheizschlangen.

Platte/Blech: Verbrennungsauskleidungen, Ofenwände und Wärmetauscher für die Luft- und Raumfahrt.

Rohr: Transport von Hochtemperaturflüssigkeiten (Kraftstoffleitungen, Kühlmittelrohre) und Schutzhüllen für Thermoelemente.

Schmiedematerial: Komplexe Turbinenscheiben, Raketendüsen und Komponenten für hochbelastbare Industrieöfen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Legierung 188 (Udimet 188 Draht, UNS R30188) – erhältlich in Formen von Stangen und Drähten bis hin zu Blechen und Schmiedematerial – eine außergewöhnliche Ultrahochtemperaturfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit bietet und die Stabilität der thermischen Ermüdung. Seine vielfältigen Produktformen ermöglichen maßgeschneiderte Lösungen in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Energie, Industrie und Verteidigung und etablieren es als kritisches Material in Anwendungen, die zuverlässige Leistung unter extremen thermischen Bedingungen.

Verpackung von Standardverpackung:

Typische Großverpackungen umfassen palettierten Kunststoff mit einem Gewicht von 5 Gallonen/25 kg. Eimer, Faser- und Stahlfässer bis hin zu 1-Tonnen-Supersäcken in vollen Container- (FCL) oder LKW-Ladungsmengen (T/L). Forschungs- und Probenmengen sowie hygroskopische, oxidierende oder andere luftempfindliche Materialien können unter Argon oder Vakuum verpackt werden. Die Lösungen werden in Polypropylen-, Kunststoff- oder Glasgefäßen bis zu palettierten 1269-Gallonen-Flüssigkeitsbehältern verpackt. Spezielle Verpackungen sind auf Anfrage erhältlich.