Сплав 75, Nimonic 75 Rod, UNS N06075

Сплав 75, провод Haynes 75, UNS N06075

Сплав 75 (Haynes 75 Wire, UNS N06075) — введение с составом, свойствами, применениями и формами продукции

Сплав 75, коммерчески известный как Haynes 75 и обозначенный UNS N06075, представляет собой высокопроизводительный суперсплав никеля, хрома и кобальта, известный исключительной прочностью к высоким температурам, устойчивостью к ползучести и долгосрочной устойчивостью к окислению. Этот сплав специально разработан для отличной работы в экстремальных тепловых условиях — включая длительное воздействие повышенных температур, циклических механических напряжений и суровых атмосфер, таких как газы сгорания — что делает его критически важным материалом в аэрокосмической, энергетической и промышленной сферах, где компоненты должны выдерживать экстремальную температуру и тяжёлые эксплуатационные нагрузки. 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. Haynes 75 Wire, в частности, выделяется своими одинаковыми высокотемпературными свойствами, гибкостью и точностью, что делает её идеальной для сварки, термических распыляющих покрытий и сложных компонентов в горячих секциях газовых турбин и промышленных системах с высоким нагревом. Ниже приведён подробный обзор его химического состава, ключевых свойств, практических применений и доступных форм продукта.

Химический состав

Точно сбалансированный химический состав сплава 75 (Haynes 75 Wire, UNS N06075) является основой его исключительных температурных характеристик и коррозионной устойчивости. Типичный состав (по весу) выглядит следующим образом:

Никель (Ni): 73-77% (основной матричный элемент, обеспечивающий структурную устойчивость при ультравысоких температурах и служивший основой для осадков, повышающих прочность)

Хром (Cr): 15-17% (образует плотный, прилипший слой оксида хрома, обеспечивая превосходную устойчивость к окислению и сульфидитации при температурах до 1050°C)

Кобальт (Co): 6-8% (повышает прочность на высокие температуры, устойчивость к ползучести и термическую усталость, стабилизируя матрицу сплава и снижая грубость осадка)

Железо (Fe): ≤ 0,5% (минимизировано для сохранения высокотемпературных свойств и предотвращения разрушения устойчивости к окислению)

Марганец (Миннесота): 0,5-1,0% (повышает горячую обработку, позволяя производить различные формы продукции, такие как проволока, фольга и полоса, а также способствует десерфуризации)

Кремний (Si): 0,2–0,5% (способствует окислению во время производства и поддерживает формирование стабильного оксидного слоя для повышения устойчивости к длительному окислению)

Углерод (C): 0,05-0,10% (образует мелкие карбиды с хромом, усиливает границы зерен и улучшает устойчивость ползучести без ущерба пластичности)

Медь (Cu): ≤ 0,3% (строго ограничено, чтобы избежать снижения прочности сплава на высокие температуры и коррозионной устойчивости)

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

Фосфор (P): ≤ 0,015% (строго ограничено, чтобы избежать хрупкости границы зерна при высоком напряжении или тепловом цикле)

Эта инженерная смесь — ориентированная на никеля, хрома и кобальта — обеспечивает фирменный для Alloy 75 баланс устойчивости к высоким температурам, устойчивости к ползучести и устойчивости к окислению, что критически важно для требовательных термических применений.

Ключевые свойства

Сплав 75 (Haynes 75 Wire, UNS N06075) и его различные формы обладают исключительными свойствами, которые делают их незаменимыми в условиях сверхвысоких температур, коррозии и циклических напряжений:

Механические свойства (состояние отжига в растворе и старение):

Прочность на растяжение: 950-1100 МПа (137 800-159 500 psi) при комнатной температуре; сохраняет ~400 МПа (58 000 psi) при 850°C (1562°F)

Предел текучести (смещение 0,2%): 650–750 МПа (94 300–108 800 psi) при комнатной температуре; сохраняет ~350 МПа (50 800 psi) при 850°C (1562°F)

Удлинение (при 50 мм): 22-32% при комнатной температуре; 15-23% при 850°C (1562°F) (отличная пластичность для формирования сложных компонентов, таких как уплотнения турбин и гильзы сгорания)

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

Твёрдость: 32-37 HRC (твёрдость Роквелла) при комнатной температуре; поддерживает ~22 HRC при 850°C (1562°F)

Свойства при высоких температурах:

Непрерывная рабочая температура: до 920°C (1688°F) (один из лучших сплавов никеля, хрома и кобальта, обеспечивает долгосрочную стабильность в атмосфере сгорания воздуха и промышленности)

Сопротивление ползучести: исключительное сопротивление деформации ползучести — 1000-часовая сила разрыва ползучести ~190 МПа (27 560 psi) при 850°C (1562°F) и ~95 МПа (13 780 psi) при 920°C (1688°F)

Термическая устойчивость: Выдерживает многократные термические циклы (например, от 120°C до 880°C) без трещин, что критически важно для таких компонентов, как гильзы сгорания и выпускные коллекторы газотурбины

Устойчивость к окислению: превосходная устойчивость к окислению и накипу в воздухе при температурах до 1050°C (1922°F), с минимальным набором массы (≤ 4 мг/см²) даже после 5000 часов при 920°C (1688°F)

Устойчивость к коррозии:

Общая коррозия: отличная устойчивость к высокотемпературным газам сгорания (включая реактивное топливо и побочные продукты природного газа), промышленному пару и мягким органическим/неорганическим химикатам

Устойчивость к сульфидации: Устойчива к сульфидированию в средах, содержащих серу (например, угольные электростанции, мусоросжигательные заводы) при температуре до 850°C (1562°F)

Коррозия в ямках/щелях: хорошая устойчивость к появлению ям в условиях мягкого хлорида (например, аэрокосмические компоненты, подвергающиеся воздействию морской атмосферы и влажности)

Устойчивость к карбюратизации: Сохраняет целостность в мягких карбюризирующих атмосферах (например, промышленные печи с термообработкой), ограничивая поглощение углерода и предотвращая чрезмерный рост карбида

Физические свойства:

Плотность: 7,8-8,0 г/см³ (0,282-0,289 фунта/ин³)

Теплопроводность: 10,0-12,0 Вт/(м·К) при 20°C (68°F); увеличивается до 20-23 Вт/(м·К) при 900°C (1652°F) (эффективное рассеивание тепла при высоких температурах, снижая тепловое напряжение в компонентах)

Коэффициент теплового расширения: 12,0-14,0 мкм/(м·К) (20-900°C) (контролируемое расширение для минимизации теплового напряжения в собранных системах, таких как корпуса турбин)

Модуль упругости: 190–200 ГПа (27 500–28 900 кси) при комнатной температуре; снижается до ~130 GPa (18 850 кси) при 900°C (1652°F)

Температура плавления: 1330-1380°C (2426-2516°F)

Формы произведений

Сплав 75 (Haynes 75 Wire, UNS N06075) выпускается в различных вариантах для специализированных применений с высокими температурами и коррозиейной устойчивостью:

Бар: Доступен в виде круглой (диаметры от 6 мм до 160 мм) и плоской (толщина 3–80 мм, ширина 12–400 мм), идеально подходит для обработки компонентов турбины, клапанных стержней и крепежей для высокотемпературных крепежей.

Лента: тонкие плоские полосы (толщина 0,07–0,8 мм, ширина от 3 мм до 80 мм), используемые в термонапылительных покрытиях, высокотемпературных электрических нагревательных элементах и гибких уплотнениях для промышленных печей.

Проволока: Проволока Haynes 75 (диаметры 0,3–4,5 мм) обладает равномерными высокотемпературными свойствами, подходящими для сварки (TIG/MIG), термического распыления и прецизионных нагревательных спиралов в промышленных системах с высокой температурой.

Стержни: Цельные цилиндрические стержни (диаметром от 1,5 мм до 40 мм), используемые для газовой дуговой сварки (GTAW) для наполнителя и производства небольших высокотемпературных компонентов (например, опор датчиков, штифтов клапанов).

Труба и труба: полые формы (внешний диаметр 4–80 мм, толщина стенки 0,3–8 мм) для транспортировки жидкостей при высоких температурах (например, топливные линии для газовых турбин, теплообменные трубки на электростанциях).

Фольга: Ультратонкие листы (толщина 0,012–0,08 мм), используемые в прокладках высокотемпературных уплотнений, теплозащитных экранах для аэрокосмической электроники и тонкоплёночных тепловых барьерах.

Пластины и листы: плоские формы (пластины: толщина 1,5–40 мм; лист: 0,2–1,5 мм) для изготовления вкладышей для сгорания, стенок печей и аэрокосмических теплообменников.

Лента: Узкие, плоские полосы (толщина 0,07–1,6 мм, ширина 1,5–40 мм) для точных компонентов, таких как уплотнения турбин, ребра теплообменника и электрические контакты в условиях высокой температуры.

Ковочный материал: заготовки и слитки для горячей ковки в сложные формы (например, диски газовых турбин, лопатки компрессоров, двери промышленных печей), требующие исключительной прочности при высоких температурах.

Применение

Исключительная устойчивость к высоким температурам, устойчивость к ползучести и устойчивость к окислению сплава 75 (Haynes 75 Wire, UNS N06075) в различных его формах делают его критически важным материалом в отраслях, требующих производительности при экстремальных тепловых условиях:

Аэрокосмическая и авиационная отрасль:

Газотурбинные двигатели: лопасти компрессора, лопатки турбин, вкладыши сгорания и компоненты форсажа (от пластины, ковка и листов) выдерживают температуры до 920°C (1688°F).

Аэрокосмические крепежи: высокотемпературные болты, шпильки и заклёпки (от стержня и шатуна), фиксирующие компоненты двигателя горячего сечения, подвергающиеся воздействию циклических тепловых напряжений и вибраций.

Вспомогательные силовые установки (APU): теплообменные трубки и конструктивные детали (из труб и листов), устойчивые к высоким температурам в вспомогательных системах самолётов.

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.

Установки по переработке отходов в энергию: лайнеры камеры сгорания и компоненты для рекуперации тепла (из листов и пластин), выдерживают коррозийные дымовые газы и температуры выше 850°C.

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

Промышленная и высокотемпературная обработка:

Высокотемпературные печи: стенки печей, нагревательные элементы, термопарные оболочки и мартеновые пластины (из проволоки, пластины и трубки), работающие в воздухе или инертных атмосферах до 1050°C (1922°F).

Химическая переработка: Лайнеры реакторов, сетки поддержки катализатора и теплообменники (от пластин, трубки и прутка) выдерживают слабо агрессивные химикаты (например, слабые кислоты, органические растворители) при повышенных температурах.

Металлургическая обработка: термообработочные приборы, детали для обработки расплавленных металлов и компоненты отжигающей печи (из прутка, ковочного материала и плит) устойчивы к износу и высокому нагреву.

Оборона и специализированная инженерия:

Двигатели военной авиации: Критически важные компоненты горячего сечения (из ковочного материала и пластин), требующие высоких температур в боевых условиях.

Ракетные двигательные установки: Влошки камеры сгорания и выпускные компоненты (из листов и ковочного приклада), устойчивые к экстремальному нагреву от сгорания топлива.

Морские системы: компоненты морских газовых турбин (от пластин, трубы и штанги), устойчивые к коррозии морской воды и высоким температурам.

Специализированные приложения по форме:

Проволока: сварка шпаклевки для соединения высокотемпературных компонентов, термические распыляющие покрытия для защиты от износа и коррозии, а также прецизионные нагревательные спирали.

Пластина/лист: Лайнеры для сгорания, стенки печей и аэрокосмические теплообменники, требующие больших плоских высокотемпературных поверхностей.

Труба/труба: Высокотемпературный транспорт жидкостей (топливные линии, теплообменные трубки) и термопарные защитные оболочки в коррозийных средах.

Ковочный материал: сложные турбинные диски, лопатки компрессоров и тяжёлые промышленные печи, требующие индивидуальной формы и исключительной температурной прочности.

В итоге, сплав 75 (Haynes 75 Wire, UNS N06075) — доступный в вариантах от стержня и проволоки до пластин и ковки — обеспечивает исключительную прочность на высокие температуры, устойчивость к ползучести и устойчивость к окислению. 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 1065 галлонов. Специальный пакет доступен по запросу.