Сплав 901, ковки Incoloy 901, UNS N09901, E FORU

Британские характеристики: AMS 5830 сварочная проволока AMS 5660 Bar and Forges AMS 5661 Стержня и ковки, немецкие спецификации: WS 2.4662

### **Технический лист: Сплав 901 / Incoloy 901 Ковки / UNS N09901** --- #### **1. Обзор** **Сплав 901** (коммерчески известный как **Incoloy® 901**) — это суперсплав для упрочнения никеля, железа и хрома, специально разработанный для применения при высоких температурах, требующий исключительной устойчивости к ползучести и механической прочности. Этот технический лист сосредоточен на **Ковках**, изготовленных из этого сплава, которые производятся с помощью контролируемых деформационных процессов для достижения превосходных механических свойств, направленного потока зерен и повышения структурной целостности. Ковки Incoloy 901 обеспечивают выдающуюся производительность при температурах до 590°C (1100°F) и необходимы для критически важных компонентов в аэрокосмической отрасли, производстве электроэнергии и промышленности, где надёжность в экстремальных условиях имеет первостепенное значение. --- #### **2. Ключевые характеристики** * **Улучшенные механические свойства:** Превосходная прочность, прочность и усталостость по сравнению с литыми изделиями * **Направленная сила:** Оптимизированная схема потока зерна с учетом контуров компонентов * **Отличная устойчивость к ползучести:** Превосходная долгосрочная прочность при разрыве ползучести при длительной нагрузке * **Выдающаяся термическая устойчивость:** Отличная устойчивость к термическим циклам и термическому шоку * **Уменьшенная пористость и дефекты:** Плотная, однородная микроструктура, свободная от пустот и включений * **Укрепляется по возрасту:** Достигает оптимальной прочности за счёт осадковой закалкивающей термической обработки * **Превосходная структурная целостность:** Надёжная производительность в критически важных приложениях --- #### **3. Химический состав (% веса)** | Элемент | Минимум (%) | Максимум (%) | Ключевая функция | | :--- | :--- | :--- | :--- | | **Никель (Ni)** | 40.0 | 45.0 | Аустенитная матричная основа, обеспечивает устойчивость при высоких температурах | | **Хром (Cr)** | 11.0 | 14.0 | Обеспечивает устойчивость к окислению и коррозии | | **Железо (Fe)** | Баланс | - | Базовый элемент, способствующий укреплению твердого раствора | | **Молибден (Мо)** | 5.0 | 6.5 | Укреплятель твердого раствора, повышает прочность при высоких температурах | | **Титан (Ti)** | 2.8 | 3.1 | Первичный элемент осадкового упрочнения (формирует γ' фазу) | | **Алюминий (Al)** | - | 0.30 | Вторичный элемент закалки | | **Углерод (C)** | 0.10 | 0.20 | Образует карбиды для укрепления границы зерна | | **Борон (B)** | 0,01 | 0.02 | Повышает прочность ползучести и пластичность | | **Марганец (Миннесота)** | - | 0,50 | - | | **Кремний (Si)** | - | 0.40 | - | | **Сера (S)** | - | 0.015 | - | | **Медь (Cu)** | - | 0,50 | - | --- #### **4. Физические свойства (типичные)** | Свойство | Метрическое значение | Имперская ценность | | :--- | :--- | :--- | | **Плотность** | 8,21 г/см³ | 0,297 фунта/ин³ | | **Диапазон плавления** | 1330-1360°C | 2425-2480°F | | **Удельная теплоёмкость (20°C)** | 440 Дж/кг· К | 0,105 БТЕ/фунт°F | | **Теплопроводность** | 12,5 Вт/м·К | 72,2 БТУ·ин/ч·фут·°F | | **Коэффициент теплового расширения** | 13,5 мкм/м·К | 7,5 мкм/дюйм·°F | | **Электрическое сопротивление** | 1,18 мкОм·м | 708 Ом·объём мил/фут | | **Модуль упругости** | 214 GPa | 31.0×10⁶ psi | | **Температурный диапазон ковки** | 1050-1175°C | 1920-2150°F | --- #### **5. Механические свойства (типичные для старых ковок)** * **Прочность на растяжение:** 1240-1380 МПа (180-200 кси) ***Предел текучести (смещение 0,2%):** 1030-1170 МПа (150-170 кси) * **Удлинение:** 8-15% * **Уменьшение площади:** 10-20% * **Твёрдость:** HB 360-420 * **Ударная прочность:** 40-60 J (30-44 ft-lb) ***Прочность на разрыв ползучести (540°C/1000°F):** 550 МПа (80 кси) в течение 1000 часов --- #### **6. Международные стандарты и спецификации** **Ковочные стандарты:** * **ASTM B564:** Стандартная спецификация для ковок из никелевого сплава * **ASTM B637:** Никелевые сплавные стержни, ковки и ковка материала с осадками *AMS 5660:** Никелевый сплав, коррозия и термостойкость, стержни, ковки и кольца * **AMS 5661:** Кольца и свернутые бланки кольца **Стандарты качества:** ***ASME Секция III:** Применение ядерных объектов * **ASME Секция VIII:** Применение сосудов под давлением * **ISO 9001:** Системы управления качеством * **NAVSEA:** Военно-морские приложения * **GE S400:** Технические характеристики газотурбин **Стандарты тестирования:** * **ASTM A388:** Ультразвуковое исследование тяжёлых стальных ковок * **ASTM E165:** Исследование проникающих жидкостей * **ASTM E709:** Магнитное исследование частиц * **ASTM E112:** Определение размера зерен --- #### **7. Производственные процессы** **Методы ковки:** * **Ковка с открытым штампом:** Для крупных, простых форм и индивидуальных компонентов * **Ковка с закрытыми штампами:** Для сложных точных компонентов с точными допусками * **Кольцевая прокатка:** Для круглых компонентов и фланцев * **Пресс-ковка:** Для контролируемой деформации и равномерной структуры зерна * **Изотермическая ковка:** Для сложных аэрокосмических компонентов **Термическая обработка:** ***Обработка раствором:** 1095-1120°C (2000-2050°F), за которым следует быстрое охлаждение * **Лечение старения:** - Основной возраст: 775-800°C (1425-1475°F) в течение 4 часов, охлаждение воздухом - Вторичный возраст: 700-730°C (1290-1350°F) в течение 24 часов, воздушное охлаждение * **Снятие напряжения:** 650-675°C (1200-1250°F) в течение 2-4 часов при необходимости --- #### **8. Применение** **Аэрокосмическая промышленность:** * Диски и ступицы газотурбинных двигателей * Турбинные валы и роторы * Компрессорные колёса и крыльчатые колеса * Монтажные компоненты и кронштейны двигателя * Кольца и корпуса реактивных двигателей **Генерация энергии:** * Компоненты ротора газотурбины * Лопасти и диски паровой турбины * Турбинные колёса и валы * Компоненты компрессора высокого давления * Компоненты ядерного реактора **Нефтегазовая промышленность:** * Компоненты головки скважины (корпуса клапанов, капоты) * Компоненты инструмента для скважины * Оборудование для рождественской ёлки * Компоненты подводного оборудования * Корпуса клапанов высокого давления **Промышленные приложения:** * Крепежи и стойки для высокотемпературных крепежей * Оборудование для химической переработки * Термообработочные приборы * Компоненты турбонагнетателя * Специализированные компоненты оборудования --- #### **9. Контроль качества** **Сертификация материалов:** * Полная прослеживаемость от расплава до конечного продукта * Сертифицированные отчёты о испытании фрезеров (CMTR) * Схемы термической обработки и записи * Сертификаты химического анализа * Документация по процессу ковки **Неразрушительное испытание:** * **Ультразвуковое тестирование (UT):** по ASTM A388 для внутренних дефектов * **Жидкостное проникающее испытание (PT):** согласно ASTM E165 для поверхностных дефектов * **Магнитное испытание частиц (MT):** по ASTM E709 для поверхностных и близкоповерхностных дефектов * **Радиографическое тестирование (RT):** Для критических срезов при указании **Разрушительное тестирование:** * Испытания на растяжение при комнатных и повышенных температурах * Ударное испытание (V-образный вырез Charpy) * Обследования твёрдости * Микроструктурное исследование и измерение размера зерен * Тестирование ползучести и разрыва напряжения --- #### **10. Вопросы проектирования и изготовления** **Руководство по обработке:** * **Состояние:** Машина в состоянии, обработанном в растворе * **Материал инструмента: ** Рекомендуем премиальные карбидные инструменты * **Параметры резки:** Умеренные скорости с сильными подачами * **Охлаждающая жидкость:** Требуется достаточное количество охлаждающей жидкости * **Геометрия инструмента:** Положительные углы граблей необходимы **Вопросы сварки:** * **Сварка:** Справедливая — требует особых мер предосторожности и процедур ***Рекомендуемый процесс:** Предпочтительно GTAW (TIG) * **Филлерный металл:** AWS A5.14 ERNiFeCr-1 или соответствующий состав * **Термообработка до/после сварки:** Требуется для восстановления свойств * **Квалификация по сварке:** Требуется квалификация по процедуре **Требования к инспекции:** * От размерной инспекции до требований к чертежу * Оценка качества поверхности * Микроструктурная оценка * Проверка механических свойств * Неразрушающий контроль по указанию --- **Отказ от ответственности:** Эта техническая информация предоставлена для справки. Для критически важных применений в аэрокосмической, ядерной или высокотемпературной сфере всегда обращайтесь к конкретной сертификации материалов и последней версии применимых стандартов. Реальные свойства могут различаться в зависимости от методов ковки, термической обработки и конкретного дизайна компонентов.

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 поддонных 1971-галлонных жидких контейнеров. Специальный пакет доступен по запросу.