Slitina 75, Haynes 75, UNS N06075

Slitina 75, Haynes 75 drát, UNS N06075

Slitina 75 (Haynes 75 Wire, UNS N06075) - Úvod se složením, vlastnostmi, aplikacemi a formami produktů

Slitina 75, komerčně známá jako Haynes 75 a označená UNS N06075, je vysoce výkonná nikl-chrom-kobaltová superslitina proslulá svou výjimečnou pevností při vysokých teplotách, odolností proti tečení a dlouhodobou oxidační stabilitou. Tato slitina je speciálně navržena tak, aby vynikala v extrémních tepelných prostředích – včetně dlouhodobého vystavení zvýšeným teplotám, cyklickému mechanickému namáhání a drsné atmosféře, jako jsou spaliny – což z ní činí kritický materiál v leteckém, energetickém a průmyslovém sektoru, kde komponenty musí odolat extrémnímu teplu a velkému provoznímu zatížení. Je k dispozici v komplexní řadě forem pro splnění různých průmyslových potřeb, včetně tyčí (kulatá tyč, plochá tyč), pásky, drátu, tyčí, trubek, trubek, fólií, desek, plechů, pásů a výkovků. Zejména Haynes 75 Wire vyniká svými rovnoměrnými vysokoteplotními vlastnostmi, flexibilitou a přesností, díky čemuž je ideální pro svařování, žárové nástřiky a složité součásti v horkých sekcích plynových turbín a vysokoteplotních průmyslových systémech. Níže je uveden podrobný přehled jeho chemického složení, klíčových vlastností, praktických aplikací a dostupných forem produktů.

Chemické složení

Přesně vyvážené chemické složení slitiny Alloy 75 (Haynes 75 Wire, UNS N06075) je základem jejího výjimečného vysokoteplotního výkonu a odolnosti proti korozi. Typické složení (podle hmotnosti) je následující:

Nikl (Ni): 73-77 % (primární prvek matrice, který zajišťuje strukturální stabilitu při velmi vysokých teplotách a slouží jako základ pro sraženiny zvyšující pevnost)

Chrom (Cr): 15-17 % (tvoří hustou, přilnavou vrstvu oxidu chromitého, zajišťující vynikající odolnost proti oxidaci a sulfidaci při teplotách do 1050 °C)

Kobalt (Co): 6-8% (zvyšuje pevnost při vysokých teplotách, odolnost proti tečení a tepelnou únavu stabilizací slitinové matrice a snížením hrubnutí sraženiny)

Železo (Fe): ≤ 0,5 % (minimalizováno pro zachování vysokoteplotních vlastností a zabránění degradaci oxidační odolnosti)

Mangan (Mn): 0,5-1,0 % (zvyšuje zpracovatelnost za tepla, umožňuje zpracování do různých forem produktů, jako je drát, fólie a pás, a zároveň napomáhá odsíření)

Křemík (Si): 0,2-0,5 % (napomáhá dezoxidaci během výroby a podporuje tvorbu stabilní oxidové vrstvy pro zvýšenou dlouhodobou odolnost proti oxidaci)

Uhlík (C): 0,05-0,10 % (tvoří jemné karbidy s chromem, čímž zpevňuje hranice zrn a zlepšuje odolnost proti tečení, aniž by byla ohrožena tažnost)

Měď (Cu): ≤ 0,3 % (přísně omezeno, aby se zabránilo snížení pevnosti slitiny při vysokých teplotách a odolnosti proti korozi)

Síra (S): ≤ 0,01 % (minimalizováno pro zajištění dobré tažnosti a odolnosti proti koroznímu praskání pod napětím v drsném prostředí)

Fosfor (P): ≤ 0,015 % (přísně omezeno, aby se zabránilo křehnutí hranic zrn při vysokém namáhání nebo tepelných cyklech)

Tato navržená směs – zaměřená na nikl, chrom a kobalt – poskytuje charakteristickou rovnováhu slitiny Alloy 75 – pevnost při vysokých teplotách, odolnost proti tečení a oxidační stabilitu, která je rozhodující pro náročné tepelné aplikace.

Klíčové vlastnosti

Slitina 75 (Haynes 75 Wire, UNS N06075) a její různé formy vykazují výjimečné vlastnosti, díky nimž jsou nepostradatelné v prostředí s ultra vysokými teplotami, korozivními a cyklickými namáháními:

Mechanické vlastnosti (stav žíhaný v roztoku a stárnutý):

Pevnost v tahu: 950-1100 MPa (137 800-159 500 psi) při pokojové teplotě; zadržuje ~400 MPa (58 000 psi) při 850 °C (1562 °F)

Mez kluzu (0,2% posun): 650-750 MPa (94 300-108 800 psi) při pokojové teplotě; zadržuje ~350 MPa (50 800 psi) při 850 °C (1562 °F)

Prodloužení (v 50 mm): 22-32% při pokojové teplotě; 15-23 % při 850 °C (1562 °F) (vynikající tažnost pro tváření složitých součástí, jako jsou těsnění turbín a vložky spalování)

Zmenšení plochy: 40-50% (vynikající houževnatost, odolnost proti lomu při vysokoteplotním cyklickém namáhání a mechanickém nárazu)

Tvrdost: 32-37 HRC (tvrdost podle Rockwella) při pokojové teplotě; udržuje ~22 HRC při 850 °C (1562 °F)

Vlastnosti při vysokých teplotách:

Trvalá provozní teplota: Až 920 °C (1688 °F) (špičkový výkon pro slitiny niklu, chromu a kobaltu, s dlouhodobou stabilitou ve vzduchu a v atmosféře průmyslového spalování)

Odolnost proti tečení: Výjimečná odolnost proti deformaci při tečení – 1000hodinová pevnost při tečení ~190 MPa (27 560 psi) při 850 °C (1562 °F) a ~95 MPa (13 780 psi) při 920 °C (1688 °F)

Odolnost proti tepelné únavě: Odolává opakovaným tepelným cyklům (např. 120 °C až 880 °C) bez praskání, což je kritické pro komponenty, jako jsou spalovací vložky plynových turbín a výfukové potrubí

Odolnost proti oxidaci: Vynikající odolnost proti oxidaci a usazování vodního kamene na vzduchu při teplotách do 1050 °C (1922 °F), s minimálním přírůstkem hmotnosti (≤ 4 mg/cm²) i po 5000 hodinách při 920 °C (1688 °F)

Odolnost proti korozi:

Obecná koroze: Vynikající odolnost vůči vysokoteplotním spalovacím plynům (včetně leteckého paliva a vedlejších produktů zemního plynu), průmyslové páře a mírným organickým/anorganickým chemikáliím

Odolnost proti sulfidaci: Odolává sulfidaci v prostředích obsahujících síru (např. uhelné elektrárny, spalovny odpadu) až do 850 °C (1562 °F)

Důlková/štěrbinová koroze: Dobrá odolnost proti důlkové korozi v prostředí s mírnými chloridy (např. letecké součásti vystavené mořské atmosféře a vlhkosti)

Odolnost proti nauhličení: Udržuje integritu v mírně nauhličovacích atmosférách (např. průmyslové pece pro tepelné zpracování) omezením absorpce uhlíku a zabráněním nadměrnému růstu karbidů

Fyzikální vlastnosti:

Hustota: 7,8-8,0 g/cm³ (0,282-0,289 lb/in³)

Tepelná vodivost: 10,0-12,0 W/(m·K) při 20 °C (68 °F); zvyšuje se na 20-23 W/(m·K) při 900 °C (1652 °F) (efektivní odvod tepla při vysokých teplotách, snížení tepelného namáhání součástí)

Koeficient tepelné roztažnosti: 12,0-14,0 μm/(m·K) (20-900°C) (řízená roztažnost pro minimalizaci tepelného namáhání ve smontovaných systémech, jako jsou skříně turbín)

Modul pružnosti: 190-200 GPa (27 500-28 900 ksi) při pokojové teplotě; klesá na ~130 GPa (18 850 ksi) při 900 °C (1652 °F)

Teplota tání: 1330-1380 °C (2426-2516 °F)

Formuláře produktů

Slitina 75 (Haynes 75 Wire, UNS N06075) se vyrábí v různých formách pro speciální aplikace s vysokými teplotami a korozi:

Tyč: K dispozici jako kruhové tyče (průměry od 6 mm do 160 mm) a ploché tyče (tloušťka 3 mm až 80 mm, šířka 12 mm až 400 mm), ideální pro obrábění součástí turbín, dříků ventilů a vysokoteplotních upevňovacích prvků.

Páska: Tenké ploché pásy (tloušťka 0,07 mm až 0,8 mm, šířka 3 mm až 80 mm) používané v žárových stříkaných nátěrech, vysokoteplotních elektrických topných tělesech a flexibilních těsněních pro průmyslové pece.

Drát: Drát Haynes 75 (průměry 0,3 mm až 4,5 mm) nabízí rovnoměrné vysokoteplotní vlastnosti, vhodné pro svařování (TIG/MIG), aplikace žárovým nástřikem a přesné topné spirály v průmyslových systémech s vysokou teplotou.

Tyče: Pevné válcové tyče (průměry 1,5 mm až 40 mm) používané pro obloukové svařování plynem (GTAW) a výrobu malých vysokoteplotních součástí (např. držáky senzorů, čepy ventilů).

Trubky a potrubí: Duté formy (vnější průměr 4 mm až 80 mm, tloušťka stěny 0,3 mm až 8 mm) pro vysokoteplotní přepravu kapalin (např. palivová potrubí plynových turbín, trubky výměníků tepla v elektrárnách).

Fólie: Ultratenké plechy (tloušťka 0,012 mm až 0,08 mm) používané ve vysokoteplotních těsněních, tepelných štítech pro leteckou elektroniku a tenkovrstvých tepelných bariérách.

Desky a plechy: Ploché formy (deska: tloušťka 1,5 mm až 40 mm; plech: 0,2 mm až 1,5 mm) pro výrobu spalovacích vložek, stěn pecí a leteckých výměníků tepla.

Pás: Úzké, ploché pásy (tloušťka 0,07 mm až 1,6 mm, šířka 1,5 mm až 40 mm) pro přesné součásti, jako jsou těsnění turbín, žebra výměníku tepla a elektrické kontakty v prostředí s vysokou teplotou.

Výkovek: Sochory a ingoty pro kování za tepla do složitých tvarů (např. disky plynových turbín, lopatky kompresorů, dveře průmyslových pecí) vyžadující výjimečnou pevnost při vysokých teplotách.

Aplikace

Výjimečná pevnost při vysokých teplotách, odolnost proti tečení a oxidační stabilita slitiny Alloy 75 (Haynes 75 Wire, UNS N06075) v jejích různých formách z ní činí kritický materiál v průmyslových odvětvích vyžadujících výkon v extrémních tepelných podmínkách:

Letectví a kosmonautika:

Motory plynových turbín: Lopatky kompresoru, lopatky turbín, spalovací vložky a součásti přídavného spalování (z plechu, výkovku a plechu) odolávající teplotám až 920 °C (1688 °F).

Spojovací prvky pro letecký průmysl: Vysokoteplotní šrouby, svorníky a nýty (z tyčí a tyčí) zajišťující součásti horké části motoru vystavené cyklickému tepelnému namáhání a vibracím.

Pomocné energetické jednotky (APU): Trubky výměníku tepla a konstrukční díly (z trubek a plechů) odolávající vysokým teplotám v pomocných systémech letadel.

Energie a výroba energie:

Plynové/parní turbíny: Součásti horké sekce (z plechu, výkovku a tyče) pro průmyslové energetické turbíny, které vydrží vysoké teploty a cyklické zatížení.

Zařízení na energetické využití odpadu: Vložky spalovacích komor a komponenty pro rekuperaci tepla (z plechů a desek) odolávají korozivním spalinám a teplotám nad 850 °C.

Jaderná energie: Trubky výměníku tepla a konstrukční součásti (z trubek a desek) odolávající záření a vysokoteplotním chladicím kapalinám.

Průmyslové a vysokoteplotní zpracování:

Vysokoteplotní pece: Stěny pece, topné články, pláště termočlánků a nístějové desky (z drátu, desky a trubky) pracující ve vzduchu nebo inertní atmosféře až do 1050 °C (1922 °F).

Chemické zpracování: Vložky reaktorů, nosné mřížky katalyzátorů a výměníky tepla (z desek, trubek a tyčí) odolávající mírně agresivním chemikáliím (např. slabým kyselinám, organickým rozpouštědlům) při zvýšených teplotách.

Metalurgické zpracování: Přípravky pro tepelné zpracování, díly pro manipulaci s roztaveným kovem a součásti žíhací pece (z tyče, výkovku a plechu) odolné proti opotřebení a vysokému teplu.

Obranné a specializované strojírenství:

Vojenské letecké motory: Kritické součásti horkých sekcí (z kovacího materiálu a plechu) vyžadující odolnost při vysokých teplotách v bojovém prostředí.

Raketové pohonné systémy: Vložky spalovací komory a výfukové komponenty (z plechů a výkovků) odolávající extrémnímu teplu ze spalování pohonných látek.

Námořní systémy: Součásti námořních plynových turbín (z desek, trubek a tyčí) odolávající korozi mořské vody a vysokým teplotám.

Specializované aplikace podle formy:

Drát: Svařovací přídavný kov pro spojování vysokoteplotních součástí, žárové nástřiky pro ochranu proti opotřebení a korozi a přesné topné spirály.

Deska/plech: Spalovací vložky, stěny pecí a letecké výměníky tepla vyžadující velké, ploché vysokoteplotní povrchy.

Trubka/trubka: Vysokoteplotní transport kapalin (palivová potrubí, trubky výměníku tepla) a ochranné pláště termočlánků v korozivním prostředí.

Výkovek: Složité disky turbín, lopatky kompresoru a součásti průmyslových pecí vyžadující vlastní tvary a výjimečnou pevnost při vysokých teplotách.

Stručně řečeno, slitina Alloy 75 (Haynes 75 Wire, UNS N06075) – dostupná ve formách od tyčí a drátů až po plechy a výkovky – poskytuje výjimečnou pevnost při vysokých teplotách, odolnost proti tečení a oxidační stabilitu. Jeho různé formy produktů umožňují řešení na míru napříč leteckým, energetickým, průmyslovým a obranným sektorem, což z něj činí kritický materiál v aplikacích vyžadujících spolehlivý výkon v extrémních tepelných podmínkách.

Balení Standardní balení:

Typické hromadné balení zahrnuje paletizovaný plast o objemu 5 galonů/25 kg. kbelíky, vláknité a ocelové sudy až po 1 tunové super pytle v plném kontejneru (FCL) nebo nákladním nákladu (T/L). Výzkumná množství a množství vzorků a hygroskopické, oxidační nebo jiné materiály citlivé na vzduch mohou být baleny v argonu nebo ve vakuu. Řešení jsou balena v polypropylenových, plastových nebo skleněných nádobách až do paletizovaných 1078 galonových tekutých přepravek. Speciální balení je k dispozici na vyžádání.