Liga 90, Nimonic 90 Outras / Especificações Semelhantes, UNS N07090

Liga 90, fio de Nimonic 90, UNS N07090

Liga 90 (Fio Nimonic 90, UNS N07090) - Introdução com Composição, Propriedades, Aplicações e Formas de Produtos

A liga 90, comercialmente conhecida como Nimonic 90 e designada pela UNS N07090, é uma superliga de níquel-cromo-alumínio-titânio de alto desempenho conhecida por sua excepcional resistência a altas temperaturas, resistência à fluência e estabilidade à oxidação a longo prazo. Esta liga é projetada especificamente para se destacar em ambientes térmicos extremos - incluindo exposição prolongada a temperaturas elevadas, estresse mecânico cíclico e atmosferas adversas, como gases de combustão - tornando-a um material crítico nos setores aeroespacial, de energia e industrial avançado, onde os componentes devem suportar calor extremo e cargas operacionais pesadas. Está disponível em uma ampla gama de formas para atender a diversas necessidades industriais, incluindo barra (barra redonda, barra plana), fita, arame, hastes, tubo, tubo, folha, chapa, folha e material forjado. O fio Nimonic 90, em particular, se destaca por suas propriedades uniformes de alta temperatura, flexibilidade e precisão, tornando-o ideal para soldagem, revestimentos por pulverização térmica e componentes intrincados em seções quentes de turbinas a gás e sistemas industriais de alta temperatura. Abaixo está uma visão geral detalhada de sua composição química, principais propriedades, aplicações práticas e formas de produtos disponíveis.

Composição química

A composição química precisamente equilibrada da liga 90 (fio Nimonic 90, UNS N07090) é a base de seu excepcional desempenho em altas temperaturas e resistência à corrosão. A composição típica (em peso) é a seguinte:

Níquel (Ni): 57-61% (o elemento primário da matriz, proporcionando estabilidade estrutural em temperaturas ultra-altas e servindo como base para precipitados gama-prime (γ') que aumentam a resistência)

Cromo (Cr): 18-20% (forma uma camada densa e aderente de óxido de cromo, garantindo resistência superior à oxidação e sulfetação em temperaturas de até 1100°C)

Cobalto (Co): 15-17% (aumenta a resistência a altas temperaturas, resistência à fluência e desempenho de fadiga térmica, estabilizando a matriz da liga e reduzindo o engrossamento do precipitado)

Alumínio (Al): 1,4-1,8% (funciona com titânio para formar frações de alto volume de precipitados intermetálicos gama-prime (γ'), o principal contribuinte para a resistência a altas temperaturas da liga)

Titânio (Ti): 2,4-2,8% (combina com alumínio para formar precipitados gamma-prime, aumentando significativamente a resistência à ruptura por fluência e mantendo a integridade mecânica em temperaturas elevadas)

Carbono (C): 0,03-0,08% (forma carbonetos finos com cromo e titânio, reforçando os limites dos grãos e melhorando a resistência à fluência sem comprometer a ductilidade)

Ferro (Fe): ≤ 1,0% (minimizado para preservar as propriedades de alta temperatura e evitar a degradação da resistência à oxidação)

Silício (Si): ≤ 0,4% (auxilia na desoxidação durante a fabricação e suporta a formação de uma camada de óxido estável para maior resistência à oxidação a longo prazo)

Manganês (Mn): ≤ 0,5% (aumenta a trabalhabilidade a quente, permitindo a fabricação em diversas formas de produtos, como arame, folha e tira)

Boro (B): 0,003-0,010% (fortalece os limites dos grãos, reduzindo a suscetibilidade à ruptura por fluência e melhorando a ductilidade em altas temperaturas)

Zircônio (Zr): 0,05-0,15% (estabiliza os carbonetos, refina a microestrutura e aumenta ainda mais a resistência à fluência e o desempenho à fadiga térmica)

Fósforo (P): ≤ 0,02% (estritamente limitado para evitar fragilização do limite do grão sob alta tensão ou ciclo térmico)

Enxofre (S): ≤ 0,01% (minimizado para garantir boa ductilidade e resistência à corrosão sob tensão em ambientes agressivos)

Esta mistura projetada - focada em níquel, cromo, cobalto e elementos formadores de precipitado - oferece o equilíbrio característico da Alloy 90 de resistência a altas temperaturas, resistência à fluência e estabilidade à oxidação, crítica para aplicações térmicas exigentes.

Propriedades principais

A liga 90 (fio Nimonic 90, UNS N07090) e suas várias formas exibem propriedades excepcionais que as tornam indispensáveis em ambientes de temperatura ultra-alta, corrosivos e de estresse cíclico:

Propriedades mecânicas (condição recozida em solução e envelhecida):

Resistência à tração: 1100-1250 MPa (159.500-181.300 psi) à temperatura ambiente; retém ~ 480 MPa (69.600 psi) a 900 ° C (1652 ° F)

Resistência ao escoamento (deslocamento de 0,2%): 750-850 MPa (108.800-123.300 psi) à temperatura ambiente; retém ~ 420 MPa (60.900 psi) a 900 ° C (1652 ° F)

Alongamento (em 50 mm): 18-28% à temperatura ambiente; 12-20% a 900 ° C (1652 ° F) (excelente ductilidade para formar componentes complexos como pás de turbinas e revestimentos de combustão)

Redução da área: 35-45% (tenacidade superior, resistência à fratura sob estresse cíclico de alta temperatura e impacto mecânico)

Dureza: 35-40 HRC (dureza Rockwell) à temperatura ambiente; mantém ~ 25 HRC a 900 ° C (1652 ° F)

Propriedades de alta temperatura:

Temperatura de serviço contínuo: Até 980 ° C (1796 ° F) (um desempenho superior para ligas de níquel reforçadas por precipitação, com estabilidade de longo prazo no ar e atmosferas de combustão industrial)

Resistência à fluência: Resistência excepcional à deformação por fluência - resistência à ruptura por fluência de 1000 horas de ~240 MPa (34.800 psi) a 900 °C (1652 °F) e ~120 MPa (17.400 psi) a 980 °C (1796 °F)

Resistência à fadiga térmica: Resiste a ciclos térmicos repetidos (por exemplo, 150 ° C a 950 ° C) sem rachaduras, crítico para componentes como revestimentos de combustão de turbinas a gás e palhetas de turbinas

Resistência à oxidação: Resistência superior à oxidação e incrustação no ar em temperaturas de até 1100 ° C (2102 ° F), com ganho de peso mínimo (≤ 6 mg / cm²) mesmo após 5000 horas a 980 ° C (1796 ° F)

Resistência à corrosão:

Corrosão geral: Excelente resistência a gases de combustão de alta temperatura (incluindo combustível de aviação e subprodutos de gás natural), vapor industrial e produtos químicos orgânicos/inorgânicos agressivos

Resistência à sulfetação: Resiste à sulfetação em ambientes contendo enxofre (por exemplo, usinas a carvão, incineradores de resíduos) até 900 ° C (1652 ° F)

Corrosão por pite/fresta: Boa resistência à corrosão por pite em ambientes de cloreto moderado (por exemplo, componentes aeroespaciais expostos a atmosferas marinhas e umidade)

Resistência à carburação: Mantém a integridade em atmosferas de cementação leve a moderada (por exemplo, fornos industriais de tratamento térmico), limitando a absorção de carbono e evitando o crescimento excessivo de carboneto

Propriedades físicas:

Densidade: 8,0-8,2 g/cm³ (0,289-0,296 lb/pol³)

Condutividade térmica: 10,5-12,5 W/(m·K) a 20°C (68°F); aumenta para 22-25 W/(m·K) a 950°C (1742°F) (dissipação de calor eficiente em altas temperaturas, reduzindo o estresse térmico nos componentes)

Coeficiente de expansão térmica: 12,5-14,5 μm/(m·K) (20-950°C) (expansão controlada para minimizar o estresse térmico em sistemas montados como carcaças de turbinas)

Módulo de elasticidade: 195-205 GPa (28.300-29.700 ksi) à temperatura ambiente; diminui para ~135 GPa (19.600 ksi) a 950 °C (1742 °F)

Ponto de fusão: 1350-1400 ° C (2462-2552 ° F)

Formulários do produto

A liga 90 (fio Nimonic 90, UNS N07090) é fabricada em uma ampla gama de formas para acomodar aplicações especializadas de alta temperatura e resistentes à corrosão:

Barra: Disponível como barra redonda (diâmetros de 8 mm a 180 mm) e barra plana (espessura de 4 mm a 90 mm, largura de 15 mm a 450 mm), ideal para usinagem em componentes de turbinas, hastes de válvulas e fixadores de alta temperatura.

Fita: Tiras finas e planas (espessura de 0,08 mm a 0,9 mm, largura de 4 mm a 90 mm) usadas em revestimentos por aspersão térmica, elementos de aquecimento elétrico de alta temperatura e vedações flexíveis para fornos industriais.

Fio: O fio Nimonic 90 (diâmetros de 0,4 mm a 5 mm) oferece propriedades uniformes de alta temperatura, adequadas para soldagem (TIG/MIG), aplicações de pulverização térmica e bobinas de aquecimento de precisão em sistemas industriais de alta temperatura.

Hastes: Hastes cilíndricas sólidas (diâmetros de 2 mm a 45 mm) usadas para soldagem a arco de tungstênio a gás (GTAW) metal de adição e fabricação de pequenos componentes de alta temperatura (por exemplo, suportes de sensores, pinos de pás de turbinas).

Tubos e tubulações: Formas ocas (diâmetro externo de 5 mm a 90 mm, espessura da parede de 0,4 mm a 9 mm) para transporte de fluidos em alta temperatura (por exemplo, linhas de combustível de turbinas a gás, tubos de trocadores de calor em usinas de energia).

Folha: Chapas ultrafinas (espessura de 0,015 mm a 0,09 mm) usadas em juntas de alta temperatura, escudos térmicos para eletrônicos aeroespaciais e barreiras térmicas de filme fino.

Placa e Folha: Formas planas (placa: espessura de 2 mm a 45 mm; folha: 0,25 mm a 2 mm) para fabricação de revestimentos de combustão, paredes de fornos e trocadores de calor aeroespaciais.

Tira: Tiras estreitas e planas (espessura de 0,08 mm a 1,8 mm, largura de 2 mm a 45 mm) para componentes de precisão, como vedações de turbinas, aletas de trocadores de calor e contatos elétricos em ambientes de alta temperatura.

Estoque de forjamento: Tarugos e lingotes para forjamento a quente em formas complexas (por exemplo, discos de turbina a gás, pás de turbina, portas de fornos industriais) que exigem excepcional resistência a altas temperaturas.

Aplicativos

A excepcional resistência a altas temperaturas, resistência à fluência e estabilidade à oxidação da liga 90 (fio Nimonic 90, UNS N07090) em suas várias formas a tornam um material crítico em indústrias que exigem desempenho sob condições térmicas extremas:

Aeroespacial e Aviação:

Motores de turbina a gás: Pás de turbina de alta pressão, palhetas, revestimentos de combustão e componentes de pós-combustão (de chapa, material forjado e chapa) suportando temperaturas de até 980 ° C (1796 ° F).

Fixadores aeroespaciais: Parafusos, pinos e rebites de alta temperatura (da barra e da haste) que prendem os componentes da seção quente do motor expostos a tensões térmicas cíclicas e vibrações.

Sistemas de propulsão de foguetes: revestimentos da câmara de combustão e componentes de bicos (de material forjado, tubo e chapa) resistindo ao calor extremo da combustão do combustível do foguete.

Energia e Geração de Energia:

Turbinas a gás/vapor: Componentes de seção quente (de chapa, material forjado e barra) para turbinas de energia industriais, suportando altas temperaturas e carga cíclica.

Usinas de transformação de resíduos em energia: revestimentos de câmara de combustão de alta temperatura e componentes de recuperação de calor (de chapas e chapas) que resistem a gases de combustão corrosivos e temperaturas acima de 900 °C.

Energia nuclear: Tubos avançados de trocadores de calor e componentes estruturais (de tubos e placas) resistentes à radiação e refrigerantes de alta temperatura em reatores de última geração.

Processamento industrial e de alta temperatura:

Fornos de alta temperatura: Paredes de fornos, elementos de aquecimento, bainhas de termopares e placas de soleira (de arame, placa e tubo) operando em ar ou atmosferas inertes até 1100 ° C (2102 ° F).

Processamento químico: revestimentos de reatores, grades de suporte de catalisadores e trocadores de calor (de placas, tubos e barras) que resistem a produtos químicos agressivos (por exemplo, ácidos fortes, sais fundidos) em temperaturas elevadas.

Processamento metalúrgico: Acessórios de tratamento térmico de alta temperatura, peças de manuseio de metal fundido e componentes do forno de recozimento (de barra, material forjado e chapa) resistindo ao desgaste e ao alto calor.

Defesa e Engenharia Especializada:

Motores de aeronaves militares: Componentes críticos de seção quente (de material forjado e chapa) que requerem durabilidade em altas temperaturas em ambientes de combate.

Veículos hipersônicos: Escudos térmicos e componentes estruturais (de chapas e forjamento) suportando aquecimento aerodinâmico de até 980 ° C (1796 ° F).

Sistemas navais: Componentes avançados de turbinas a gás marítimas (de placa, tubo e barra) resistentes à corrosão da água do mar e altas temperaturas.

Aplicações especializadas por formulário:

Arame: Metal de adição de soldagem para unir componentes de alta temperatura, revestimentos por pulverização térmica para proteção contra desgaste e corrosão e bobinas de aquecimento de precisão.

Placa/Folha: Revestimentos de combustão, paredes de fornos e trocadores de calor aeroespaciais que requerem superfícies grandes e planas de alta temperatura.

Tubo/Tubulação: Transporte de fluidos em alta temperatura (linhas de combustível, tubos de trocadores de calor) e bainhas de proteção de termopar em ambientes corrosivos.

Estoque de forjamento: Discos de turbina complexos, pás de turbina e componentes de fornos industriais pesados que exigem formas personalizadas e resistência excepcional a altas temperaturas.

Em resumo, a liga 90 (fio Nimonic 90, UNS N07090) - disponível em formas de barra e fio a placa e material forjado - oferece excepcional resistência a altas temperaturas, resistência à fluência e estabilidade à oxidação. Suas diversas formas de produtos permitem soluções personalizadas nos setores aeroespacial, de energia, industrial e de defesa, estabelecendo-o como um material crítico em aplicações que exigem desempenho confiável sob condições térmicas extremas.

Embalagem de Embalagem padrão:

A embalagem a granel típica inclui plástico paletizado de 5 galões/25 kg. baldes, tambores de fibra e aço para super sacos de 1 tonelada em quantidades de contêiner cheio (FCL) ou carga de caminhão (T / L). Quantidades de pesquisa e amostra e materiais higroscópicos, oxidantes ou outros materiais sensíveis ao ar podem ser embalados sob argônio ou vácuo. As soluções são embaladas em potes de polipropileno, plástico ou vidro até sacolas líquidas paletizadas de 1130 galões Pacote especial está disponível mediante solicitação.