سبيكة 901 ، شريط Nimonic 901 ، UNS N09901

سبيكة 901 ، سلك Incoloy 901 ، UNS N ، 09901

سبيكة 901 (سلك Incoloy 901 ، UNS N09901) - مقدمة مع التركيب والخصائص والتطبيقات وأشكال المنتج

سبيكة 901 ، المعروفة تجاريا باسم Incoloy 901 وتم تعيينها من قبل UNS N09901 ، هي سبيكة فائقة من النيكل والحديد والكروم لتصلب الترسيب مصممة للحصول على قوة واستقرار استثنائيين في درجات حرارة متوسطة إلى عالية (تصل إلى 650 درجة مئوية / 1200 درجة فهرنهايت). على عكس سبائك النيكل ذات درجة الحرارة العالية للغاية ، فإنها توازن بين الأداء الميكانيكي العالي وقابلية التصنيع الممتازة - مما يجعلها خيارا فعالا من حيث التكلفة للفضاء وتوليد الطاقة و التطبيقات الصناعية حيث تواجه المكونات إجهادا حراريا دوريا وأحمالا ميكانيكية. وهي متوفرة في مجموعة شاملة من الأشكال لتلبية الاحتياجات الصناعية المتنوعة ، بما في ذلك الشريط (الشريط المستدير ، الشريط المسطح) ، الشريط ، الأسلاك ، القضبان ، الأنبوب ، الأنابيب ، الرقائق ، اللوحة ، الصفائح ، الشريط ، ومخزون الحدادة . تتميز Incoloy 901 Wire ، على وجه الخصوص ، بقوتها الموحدة وقابليتها للحام ، مما يجعلها مثالية لحام المعادن ، وتصنيع الزنبرك ، والمكونات الدقيقة في التوربينات الغازية محركات. فيما يلي نظرة عامة مفصلة على تركيبته الكيميائية وخصائصه الرئيسية وتطبيقاته العملية وأشكال المنتجات المتاحة.

التركيب الكيميائي

التركيب الكيميائي المتوازن بدقة لسبيكة 901 (Incoloy 901 ، UNS N09901) هو أساس قوتها في درجات الحرارة العالية ، وقابليتها للتصنيع ، واستقرارها الحراري. التكوين النموذجي (بالوزن) هو كما يلي:

النيكل (Ni): 40-45٪ (عنصر المصفوفة الأساسي ، مما يتيح هطول مراحل التقوية ؛ يعزز الليونة والمتانة في درجات الحرارة المنخفضة مع مقاومة التعب الحراري)

الحديد (الحديد ): 30-35٪ (يوازن بين كثافة السبيكة وتكلفتها ؛ يحسن قابلية التشغيل الساخنة للتزوير والدرفلة وسحب الأسلاك - وهو أمر بالغ الأهمية لإنتاج أشكال رقيقة مثل الرقائق والشرائط)

الكروم (Cr): 11-14٪ (يشكل طبقة أكسيد الكروم الكثيفة والواقية ، مما يضمن مقاومة الأكسدة والكبريتات في الهواء عالي الحرارة والغازات الصناعية)

الموليبدينوم (Mo): 5.0-6.5٪ (يقوي مصفوفة السبائك من خلال تصلب المحلول الصلب ؛ يعزز مقاومة الزحف ومقاومة التآكل في بيئات الكلوريد المعتدلة)

التيتانيوم (Ti): 2.5-3.5٪ (العنصر الرئيسي لتصلب الترسيب - يشكل رواسب جاما رئيسية (γ') بين المعادن أثناء الشيخوخة ، مما يوفر قوة استثنائية في درجات الحرارة العالية)

الألومنيوم (Al): 0.7-1.3٪ (يعمل مع التيتانيوم لتنقية رواسب γ ، مما يعزز القوة في درجات الحرارة المرتفعة دون المساس بالليونة)

الكربون (C): 0.03-0.08٪ (يشكل كربيدات دقيقة مع الكروم والموليبدينوم ، مما يعزز حدود الحبوب ويحسن قوة تمزق الزحف)

السيليكون (Si): ≤ 0.5٪ (يساعد في إزالة الأكسدة أثناء التصنيع ويدعم تكوين طبقة الأكسيد لمقاومة الأكسدة)

المنغنيز (Mn): ≤ 0.5٪ (يعزز قابلية التشغيل الساخنة ، مما يقلل من التشقق أثناء تزوير وتدحرج الألواح والقضبان السميكة)

الفوسفور (P): ≤ 0.015٪ (يقتصر بشكل صارم على تجنب تقصف حدود الحبوب ، وهو أمر بالغ الأهمية للمكونات تحت الإجهاد الحراري الدوري)

الكبريت (S): ≤ 0.01٪ (يتم تقليله لضمان ليونة جيدة ومقاومة تكسير التآكل الناتج عن الإجهاد في البخار عالي الحرارة)

البورون (B): 0.001-0.005٪ (يقوي حدود الحبوب ، ويحسن مقاومة الزحف وأداء التعب الحراري دون تغيير قابلية التصنيع)

هذا المزيج المصمم هندسيا - الذي يجمع بين النيكل والكروم والموليبدينوم للتآكل / القوة والتيتانيوم والألومنيوم لتصلب هطول الأمطار - يوفر توازن توقيع Alloy 901 الأداء وسهولة التصنيع.

الخصائص الرئيسية

تتميز سبيكة 901 (سلك Incoloy 901 ، UNS N09901) وأشكالها المختلفة بخصائص استثنائية مصممة خصيصا لبيئات الإجهاد الدوري ذات درجات الحرارة المتوسطة إلى العالية:

الخواص الميكانيكية (حالة الشيخوخة ، 705 درجة مئوية / 1300 درجة فهرنهايت لمدة 4 ساعات + 620 درجة مئوية / 1150 درجة فهرنهايت لمدة 4 ساعات)

قوة الشد: 1100-1300 ميجا باسكال (159,500-188,500 رطل لكل بوصة مربعة) في درجة حرارة الغرفة ؛ يحتفظ ~ 700 ميجا باسكال (101,500 رطل لكل بوصة مربعة) عند 600 درجة مئوية (1112 درجة فهرنهايت)

قوة الخضوع (0.2٪ تعويض): 850-1050 ميجا باسكال (123،300-152،300 رطل لكل بوصة مربعة) في درجة حرارة الغرفة ؛ يحتفظ ~ 600 ميجا باسكال (87,000 رطل لكل بوصة مربعة) عند 600 درجة مئوية (1112 درجة فهرنهايت)

الاستطالة (في 50 مم): 15-25٪ (ليونة ممتازة للتشكيل البارد - على سبيل المثال ، ثني الأسلاك في الينابيع ، وتشكيل الأنبوب في خطوط تبريد المحرك)

تقليل المساحة: 30-40٪ (صلابة فائقة ، مقاومة الكسر تحت الدراجة الحرارية والتأثير الميكانيكي)

صلابة: 35-41 HRC (صلابة روكويل) في درجة حرارة الغرفة ؛ يحافظ على ~ 28 HRC عند 600 درجة مئوية (1112 درجة فهرنهايت)

خصائص درجات الحرارة العالية

درجة حرارة الخدمة المستمرة: حتى 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت) (نطاق الأداء الأمثل؛ تعريض ضوئي قصير المدى يصل إلى 760 درجة مئوية/1400 درجة فهرنهايت)

مقاومة الزحف: ممتازة لدرجات الحرارة المعتدلة - قوة تمزق الزحف لمدة 1000 ساعة ~ 350 ميجا باسكال (50,800 رطل لكل بوصة مربعة) عند 600 درجة مئوية (1112 درجة فهرنهايت) و ~ 180 ميجا باسكال (26,100 رطل لكل بوصة مربعة) عند 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت) (يتفوق الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ منخفض السبائك)

مقاومة التعب الحراري: يقاوم 5000+ دورة حرارية (على سبيل المثال ، 200 درجة مئوية / 392 درجة فهرنهايت إلى 600 درجة مئوية / 1112 درجة فهرنهايت) دون تكسير ، وهو أمر بالغ الأهمية لمكونات التوربينات الغازية وتوليد الطاقة

مقاومة التآكل والأكسدة

مقاومة الأكسدة: تشكل طبقة مستقرة من أكسيد الكروم ، تقاوم التحجيم في الهواء عند درجات حرارة تصل إلى 815 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت) لفترات طويلة (مناسبة لعوادم المحرك والفرن البيئات)

التآكل العام: مقاومة جيدة للبخار عالي الحرارة والغازات الصناعية (مثل منتجات احتراق الغاز الطبيعي) والأحماض الخفيفة (على سبيل المثال ، حمض الكبريتيك المخفف)

تآكل التنقر / الشقوق: مقاومة معتدلة للتنقر الناجم عن الكلوريد (مناسب للبيئات الصناعية الجافة منخفضة الرطوبة ؛ الطلاءات التكميلية المستخدمة في التطبيقات البحرية أو عالية الكلوريد)

الخصائص الفيزيائية

الكثافة: 7.9 جم / سم مكعب (0.285 رطل / بوصة) (أقل من سبائك النيكل النقي ، مما يقلل الوزن في التطبيقات الهيكلية مثل أجزاء محرك الطائرات)

الموصلية الحرارية: 13.0 واط / (م · كلفن) عند 20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت) ؛ يزيد إلى 20.0 واط/(م·كلفن) عند 600 درجة مئوية (1112 درجة فهرنهايت) (نقل حراري فعال لمكونات المبادل الحراري ونظام التبريد)

معامل التمدد الحراري: 12.5 ميكرومتر / (م كلفن) (20-300 درجة مئوية / 68-572 درجة فهرنهايت) ؛ 14.8 ميكرومتر/(م· كلفن) (20-600 درجة مئوية/68-1112 درجة فهرنهايت) (تمدد متحكم فيه لتقليل الإجهاد الحراري في الأنظمة المجمعة مثل أغلفة التوربينات)

معامل المرونة: 205 جيجا باسكال (29,700 كيلو متر مربع) في درجة حرارة الغرفة ؛ ينخفض إلى ~ 175 جيجا باسكال (25,400 كيلو متر مربع) عند 600 درجة مئوية (1112 درجة فهرنهايت)

نقطة الانصهار: 1330-1380 درجة مئوية (2426-2516 درجة فهرنهايت)

أشكال المنتج

يتم تصنيع سبيكة 901 (Incoloy 901 ، UNS N09901) في مجموعة متنوعة من الأشكال لاستيعاب التطبيقات المتخصصة ذات درجات الحرارة المعتدلة إلى العالية:

الشريط: قضيب دائري (أقطار 6-200 مم) وقضيب مسطح (سمك 5-100 مم ، عرض 20-500 مم) - مثالي للتصنيع في شفرات ضاغط التوربينات الغازية ، وسيقان الصمامات ، والسحابات عالية القوة ل محركات الطائرات.

الشريط: شرائط رفيعة ومسطحة (سمك 0.07-0.8 مم ، عرض 3-80 مم) - تستخدم في طلاء الرش الحراري للحماية من التآكل / الأكسدة على ركائز فولاذية وموانع التسرب المرنة لدرجات الحرارة العالية الافران.

السلك: سلك Incoloy 901 (أقطار 0.3-6 مم) - يعمل كمعدن حشو لحام (TIG / MIG) للانضمام إلى مكونات 901 ، كنوابض دقيقة في أنظمة التحكم في المحرك ، وكأسلاك مستشعر في أجهزة درجة حرارة عالية.

قضبان: قضبان أسطوانية صلبة (أقطار 2-50 مم) - تستخدم لتعبئة المعادن GTAW وتصنيع المكونات الصغيرة مثل أعمدة المضخات ومجسات الأدوات في محطات الطاقة.

الأنبوب والأنابيب: أنبوب غير ملحوم (القطر الخارجي 4-150 مم ، سمك الجدار 0.5-10 مم) والأنبوب (NPS 1 / 2-12) - ضروري لخطوط تبريد المحرك وأنابيب المبادل الحراري وخطوط وقود الأفران الصناعية.

رقائق معدنية: صفائح رفيعة للغاية (سمك 0.012-0.1 مم) - تستخدم كحواجز حرارية في المكونات الإلكترونية وحشيات رفيعة في الأدوات الدقيقة المعرضة للحرارة المعتدلة.

اللوحة والصفائح: صفيحة (سمك 3-50 مم) وصفائح (سمك 0.2-3 مم) - مصنعة في بطانات احتراق التوربينات الغازية ومكونات الغلايات وجدران الأفران الصناعية.

الشريط: شرائط ضيقة ومسطحة (سمك 0.07-2 مم ، عرض 2-50 مم) - تستخدم للمكونات الدقيقة مثل زعانف المبادل الحراري ، وجهات الاتصال الكهربائية ، وحلقات الختم في الآلات ذات درجة الحرارة العالية.

مخزون الحدادة: القضبان والسبائك (بأحجام تصل إلى 500×500 مم) - مزورة على الساخن في أشكال معقدة (على سبيل المثال ، أقراص التوربينات وأغلفة المحرك) تتطلب قوة عالية واستقرارا حراريا.

التطبيقات

إن التوازن الاستثنائي بين قوة درجات الحرارة العالية وقابلية التصنيع والفعالية من حيث التكلفة لسبيكة 901 (Incoloy 901 Wire، UNS N09901) يجعلها عنصرا أساسيا في الصناعات التي تتطلب موثوقية الأداء في درجات الحرارة المتوسطة إلى العالية:

الفضاء والطيران

محركات التوربينات الغازية: شفرات الضاغط (مخزون القضبان/الحدادة)، وبطانات الاحتراق (اللوحة/الصفائح)، وأنابيب سائل التبريد (الأنبوب) - تتحمل درجات حرارة تتراوح بين 500 و650 درجة مئوية والضغط الدوري من المحرك دورات البدء والتوقف.

المكونات الهيكلية للطائرات: مثبتات عالية القوة (قضيب / سلك) وحوامل المحرك (مخزون الحدادة) - توازن القوة والوزن لتكامل هيكل الطائرة والمحرك.

وحدات الطاقة الإضافية (APUs): ألواح المبادلات الحرارية (الصفائح) وخطوط الوقود (الأنبوب) - تقاوم البخار عالي الحرارة والمنتجات الثانوية لاحتراق الوقود.

توليد الطاقة

توربينات الغاز / البخار: مكونات القسم الساخن (مخزون الألواح / الحدادة) وأنابيب المبادل الحراري (الأنبوب) - تتحمل درجات حرارة معتدلة (500-600 درجة مئوية) والتحميل الدوري في محطات الطاقة.

محطات تحويل النفايات إلى طاقة: جدران الفرن (اللوحة) ومكونات استعادة الحرارة لغاز المداخن (الصفيحة) - تقاوم الأكسدة والتآكل الخفيف من غازات المداخن.

الطاقة الحرارية الأرضية: أنابيب فوهة البئر (الأنبوب) - تتحمل درجات الحرارة العالية (حتى 200 درجة مئوية) السوائل الحرارية الأرضية والقياس المعتدل.

الصناعة والتصنيع

أفران درجة الحرارة العالية: بطانات الفرن (اللوحة) ، دعامات عنصر التسخين (القضيب) ، وأغلفة المزدوجة الحرارية (الأنبوب) - تعمل بشكل موثوق في أجواء الفرن 500-650 درجة مئوية.

المعالجة الكيميائية: الأجزاء الداخلية للمفاعل (شريط / لوحة) وأنابيب المبادل الحراري (الأنبوب) - تقاوم البخار عالي الحرارة والمواد الكيميائية العضوية الخفيفة.

المعالجة المعدنية: تركيبات المعالجة الحرارية (مخزون / قضيب تزوير) - تحتفظ بالشكل والقوة أثناء دورات التلدين المعدني (حتى 600 درجة مئوية).

التطبيقات المتخصصة حسب النموذج

الأسلاك: معدن حشو اللحام لمكونات التوربينات الغازية. نوابض دقيقة في أنظمة التحكم في المحرك.

الأنبوب/اللوحة: خطوط سائل تبريد المحرك وبطانات احتراق التوربينات الغازية.

مخزون القضيب / الحدادة: شفرات الضاغط وأقراص التوربينات للفضاء وتوليد الطاقة.

الشريط / الورقة: زعانف المبادل الحراري وألواح الحائط للأفران الصناعية.

باختصار ، تملأ Alloy 901 (Incoloy 901 Wire ، UNS N09901) - المتوفرة في أشكال من Bar and Wire إلى Plate and Forging Stock - مكانة مهمة للتطبيقات ذات درجات الحرارة المتوسطة إلى العالية حيث القوة وقابلية التصنيع والفعالية من حيث التكلفة لها نفس القدر من الأهمية. تجعلها أشكال منتجاتها المتنوعة وخصائصها المتوازنة مادة موثوقة في قطاعات الطيران وتوليد الطاقة والصناعة، مما يتيح أداء موثوقا به في المكونات التي تواجه الإجهاد الحراري الدوري والأحمال الميكانيكية.

التعبئة من التعبئة القياسية:

تشتمل العبوات السائبة النموذجية على بلاستيك معبأ على منصات نقالة 5 جالون / 25 كجم. الدلاء والألياف والبراميل الفولاذية إلى أكياس فائقة 1 طن في كميات حاوية كاملة (FCL) أو حمولة شاحنة (T / L). يمكن تعبئة كميات البحث والعينات والمواد المسترطبة أو المؤكسدة أو غيرها من المواد الحساسة للهواء تحت الأرجون أو الفراغ. يتم تعبئة المحاليل في عبوات من مادة البولي بروبيلين أو البلاستيك أو الزجاج حتى حقائب سائلة سعة 973 جالونا على منصات نقالة ، وتتوفر حزمة خاصة عند الطلب.