Сплав 230, Haynes 230 Forges, UNS N06230

Сплав 230, проволока Haynes 230, UNS N06230

Сплав 230 (проволока Haynes 230, UNS N06230) — введение с описанием состава, свойств, применения и форм продукции

Сплав 230, коммерчески известный как Haynes 230 и обозначенный UNS N06230, представляет собой суперсплав никеля, хрома, вольфрама и молибдена, известный исключительной прочностью к высоким температурам, устойчивостью к окислению и термической устойчивостью. Этот сплав специально разработан для надёжной работы в экстремальных тепловых условиях — до сверхвысоких температур — что делает его краеугольным материалом в аэрокосмической, энергетической и промышленной сфере, где компоненты подвергаются длительному воздействию повышенного тепла, газов горения и циклического теплового напряжения. Он доступен в широком спектре форм для удовлетворения различных промышленных потребностей, включая пруток (круглый прут, плоский), ленточные, проволочные, стержни, трубы, трубы, фольгу, пластины, листы, полосу и ковочный материал. Особенно выделяется проволока Haynes 230 своими равномерными высокотемпературными свойствами, гибкостью и точностью, что делает её идеальной для сварки, термонапылительных покрытий и сложных компонентов в газотурбинных двигателях и промышленных печах. Ниже приведён подробный обзор его химического состава, ключевых свойств, практических применений и доступных форм продукта.

Химический состав

Точно сбалансированный химический состав сплава 230 (Haynes 230 Wire, UNS N06230) лежит в основе его исключительных высокотемпературных характеристик и устойчивости к окислению. Типичный состав (по весу) выглядит следующим образом:

Никель (Ni): 56-59% (первичный матричный элемент, обеспечивающий устойчивость при высоких температурах и поддерживающий структурную целостность сплава)

Хром (Cr): 20-23% (образует плотный защитный слой оксида хрома, обеспечивающий превосходную устойчивость к окислению и сульфидированию при ультравысоких температурах)

Вольфрам (W): 13-15% (повышает прочность на высоких температурах за счёт твердого раствора и образует стабильные карбиды для устойчивости к ползучости)

Молибден (Mo): 1,5-3,0% (повышает прочность и повышает устойчивость к коррозии в суровых химических условиях)

Железо (Fe): ≤ 3,0% (минимизировано для сохранения высокотемпературных свойств и устойчивости к окислению)

Углерод (C): 0,05-0,15% (образует карбиды с вольфрамом и хромом, усиливая границы зерен и повышая прочность на ползучую рваную силу)

Кремний (Si): 0,2-0,5% (способствует окислению во время производства и повышает устойчивость к окислению, поддерживая образование оксидных слоев)

Марганец (Миннесота): ≤ 0,5% (улучшает горячую обработку при формировании различных форм продукта)

Алюминий (Al): ≤ 0,5% (контролирует рост оксидного слоя и повышает долгосрочную устойчивость к окислению)

Титан (Ti): ≤ 0,5% (стабилизирует карбиды и совершенствует микроструктуру для улучшения механических свойств)

Фосфор (P): ≤ 0,03% (строго ограничено, чтобы предотвратить хрупкость границы зерна)

Сера (S): ≤ 0,01% (минимизировано для обеспечения хорошей пластичности и устойчивости к коррозионным трещинам под напряжением)

Эта инженерная смесь элементов — с акцентом на никеле, хром и огнеупорных металлах — обеспечивает фирменные сплавы 230 сверхвысокие температуры, устойчивость к окислению и устойчивость к ползучести, что критически важно для требовательных термических применений.

Ключевые свойства

Сплав 230 (Haynes 230 Wire, UNS N06230) и его различные формы обладают необычными свойствами, которые делают их незаменимыми в условиях сверхвысоких температур, коррозийных и циклических напряжений:

Механические свойства (состояние отжига в растворе):

Прочность на растяжение: 760-860 МПа (110 200-124 700 psi) при комнатной температуре; сохраняет ~310 МПа (45 000 psi) при 1000°C (1832°F)

Предел текучести (смещение 0,2%): 345–415 МПа (50 000–60 200 psi) при комнатной температуре; сохраняет ~240 МПа (34 800 psi) при 1000°C (1832°F)

Удлинение (при 50 мм): 30-40% при комнатной температуре; 15-25% при 1000°C (1832°F) (отличная пластичность для формирования и изготовления сложных компонентов)

Уменьшение площади: 40-50% (превосходная прочность, устойчивость к разрушению при высокотемпературных циклических напряжениях)

Твёрдость: 200-240 HB (твердость Бринелла) при комнатной температуре; поддерживает ~150 HB при 1000°C (1832°F)

Свойства при высоких температурах:

Непрерывная рабочая температура: до 1200°C (2192°F) (одна из самых высоких сред сверхсплавов на основе никеля, с долгосрочной стабильностью)

Устойчивость ползучести: исключительная устойчивость к деформации ползучести при ультравысоких температурах — прочность разрыва ползучести за 1000 часов ~105 МПа (15 200 psi) при 1100°C (2012°F)

Термическая усталость: Выдерживает многократные термические циклы (например, от -50°C до 1100°C) без трещин, что критически важно для таких компонентов, как гильзы сгорания турбин

Устойчивость к окислению: превосходная устойчивость к окислению и окилению в воздухе при температурах до 1250°C (2282°F), с минимальной потерей веса даже после 10 000 часов при 1100°C (2012°F)

Устойчивость к коррозии:

Общая коррозия: отличная устойчивость к высокотемпературным газам горения, промышленным химикатам и расплавленным солям

Устойчивость к сульфидации: Устойчиво к сульфидированию в средах, содержащих серу (например, угольные электростанции) при температуре до 1000°C (1832°F)

Коррозия в ямках/трещинах: хорошая устойчивость к ямам в условиях, богатых хлоридом, подходит для морских и оффшорных высокотемпературных компонентов

Устойчивость к карбюризации: Сохраняет целостность в карбюризирующих атмосферах (например, в промышленных печах) за счёт ограничения поглощения углерода

Физические свойства:

Плотность: 8,8-8,9 г/см³ (0,318-0,322 фунта/дюйм³)

Теплопроводность: 11-13 Вт/(м·К) при 20°C (68°F); увеличивается до 28-31 Вт/(м·К) при 1000°C (1832°F) (эффективное рассеивание тепла при высоких температурах)

Коэффициент теплового расширения: 13,5-15,5 мкм/(м·К) (20-1000°C) (контролируемое расширение для минимизации теплового напряжения в собранных компонентах)

Модуль упругости: 210-220 ГПа (30 500–31 900 кси) при комнатной температуре; снижается до ~150 GPa (21 800 кси) при 1000°C (1832°F)

Температура плавления: 1360-1410°C (2480-2570°F)

Формы произведений

Сплав 230 (Haynes 230 Wire, UNS N06230) выпускается в различных вариантах для специализированных применений, устойчивых к сверхвысоким температурам и коррозии:

Бар: Доступен в виде круглой (диаметры от 10 мм до 200 мм) и плоской (толщина от 5 мм до 100 мм, ширина от 20 мм до 500 мм), идеально подходит для обработки компонентов турбины, стержней клапанов и крепеж для высокотемпературных крепежей.

Лента: тонкие плоские полосы (толщина 0,1–1 мм, ширина от 5 мм до 100 мм), используемые в термонапылительных покрытиях, электрических нагревательных элементах и гибких уплотнениях для высокотемпературных печей.

Проволока: Провод Haynes 230 (диаметры 0,5–6 мм) обладает одинаковыми высокотемпературными свойствами, подходящими для сварки (TIG/MIG), термического распыления и прецизионных нагревательных катушек.

Стержни: Цельные цилиндрические стержни диаметром от 3 мм до 50 мм, используемые для газовой дуговой сварки (GTAW) для наполнителей металла и производства небольших высокотемпературных компонентов.

Труба и труба: полые формы (внешний диаметр 6–100 мм, толщина стенки 0,5–10 мм) для высокотемпературного транспорта жидкостей (например, топливные линии печей, трубки охлаждающей жидкости ракетного двигателя).

Фольга: сверхтонкие листы (толщина 0,02–0,1 мм), используемые в прокладках высокотемпературных прокладок, теплозащитных экранах и тонкопленочных тепловых барьерах для электроники.

Пластины и листы: плоские формы (толщина пластин 3–50 мм; лист: 0,3–3 мм) для изготовления вкладышей для сгорания, стенок печей и аэрокосмических теплообменников.

Лента: Узкие, плоские полосы (толщина 0,1–2 мм, ширина 3–50 мм) для точных компонентов, таких как уплотнения турбины, ребра теплообменника и электрические контакты.

Ковочный материал: заготовки и слитки для горячей ковки в сложные формы (например, газотурбинные диски, сопла ракетных двигателей, двери промышленных печей), требующие сверхвысокотемпературной прочности.

Применение

Исключительная сверхвысокотемпературная прочность, окисление и термическая устойчивость сплава 230 (Haynes 230 Wire, UNS N06230) в различных формах делают его критически важным материалом в отраслях, требующих производительности при экстремальных тепловых условиях:

Аэрокосмическая и авиационная отрасль:

Газотурбинные двигатели: Гильзы сгорания, лопатки турбин и компоненты форсажа (из пластин, ковка и листа) выдерживают температуры до 1200°C (2192°F).

Двигатель ракеты: горловинки сопла, компоненты топливных форсунок и тепловые экраны (от ковки приклада, трубы и листа), устойчивые к экстремальному нагреву при сгорании ракетного топлива.

Аэрокосмические крепежи: высокотемпературные болты и стойки (от штанги и штанги), закрепляющие компоненты двигателя, подвергающиеся воздействию циклических тепловых напряжений.

Энергия и производство электроэнергии:

Газо/паровые турбины: компоненты горячего сечения (из плит, ковочного материала и стержня) для промышленных турбин, выдерживающих высокие температуры и циклическую нагрузку.

Ядерная энергетика: теплообменные трубки и конструктивные компоненты (из труб и пластин), устойчивые к излучению и высокотемпературным охлаждающим жидкостям.

Установки по переработке отходов в энергию: лайнеры камеры сгорания и тепловые компоненты (из листов и пластин), выдерживают коррозийные дымовые газы при 1000°C+.

Промышленная и высокотемпературная обработка:

Высокотемпературные печи: стенки печей, нагревательные элементы и термопарные оболочки (из провода, пластин и труб), работающие в воздухе или инертных атмосферах до 1250°C (2282°F).

Химическая обработка: Лайнеры реакторов, сетки для поддержки катализаторов и теплообменники (от пластин, трубы и прутка) выдерживают агрессивные химикаты при повышенных температурах.

Металлургическая обработка: Компоненты горячего прокатного стана, теплообрабатывающие приборы и детали для обработки расплавленных металлов (из прутка, ковка и плит), устойчивые к износу и высокому нагреву.

Оборона и специализированная инженерия:

Двигатели военной авиации: Критически важные компоненты горячего сечения (из ковочного материала и пластин), требующие надёжности при сверхвысоких температурах в боевых условиях.

Гиперзвуковые транспортные средства: тепловые экраны и конструктивные элементы (из пластин и ковочного материала), выдерживают аэродинамический нагрев до 1200°C (2192°F).

Специализированные приложения по форме:

Проволока: сварка наполнителя для соединения высокотемпературных компонентов, термораспыляющих покрытий и прецизионных нагревательных катушек.

Пластина/лист: Вкладыши для сгорания, стенки печей и аэрокосмические теплообменники.

Труба/труба: Высокотемпературный транспорт жидкостей (топливные линии, трубки охлаждающей жидкости) и термопарные защитные оболочки.

Ковочный материал: сложные турбинные диски, ракетные сопла и тяжёлые компоненты промышленных печей.

В итоге, сплав 230 (Haynes 230 Wire, UNS N06230) — доступный в вариантах от стержня и проволоки до пластин и ковки — обеспечивает исключительную сверхвысокотемпературную прочность, устойчивость к окислению и термическую устойчивость. Её разнообразные формы продукции позволяют разрабатывать индивидуальные решения в аэрокосмическом, энергетическом, промышленном и оборонном секторах, что делает его критически важным материалом в приложениях, требующих надёжной работы при экстремальных тепловых условиях.

Упаковка Стандартная упаковка:

Типичная упаковка оптом включает паллетированный пластик объемом 5 галлонов/25 кг. ведра, волокнистые и стальные бочки до супермешков по 1 тонне в полном контейнере (FCL) или грузовиках (T/L). Исследовательские и пробные количества, а также гигроскопические, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут упаковываться под аргон или вакуум. Растворы упаковываются в полипропиленовых, пластиковых или стеклянных банках до поддонов по 1297 галлонов. Специальный пакет доступен по запросу.