Legering 907, Incoloy 907 Rod, UNS N19907

Legering 907, Incoloy 907 Wire, UNS N19907

Alloy 909 (Incoloy 909 Wire, UNS N19909) - Introduktion med sammensætning, egenskaber, anvendelser og produktformer

Alloy 909, kommercielt kendt som Incoloy 909 og betegnet af UNS N19909, er en nedbørshærdende nikkel-jern-kobolt-superlegering, der er unikt konstrueret til lav termisk ekspansion og enestående højtemperaturstyrke. I modsætning til traditionelle korrosionsfokuserede superlegeringer er det optimeret til applikationer, der kræver dimensionsstabilitet under ekstrem termisk cykling - fra kryogene temperaturer til forhøjet varme - hvilket gør det til et kritisk materiale i rumfarts-, forsvars- og avancerede energisektorer. Den fås i et omfattende udvalg af former for at imødekomme forskellige industrielle behov, herunder stang (rundstang, flad stang), bånd, tråd, stænger, rør, rør, folie, plade, ark, strimmel og smedemateriale. Især Incoloy 909 Wire skiller sig ud for sin ensartede lave termiske ekspansion og præcision, hvilket gør den ideel til svejsning, fjederfremstilling og indviklede komponenter i raketmotorer og satellitstrukturer. Nedenfor er en detaljeret oversigt over dens kemiske sammensætning, nøgleegenskaber, praktiske anvendelser og tilgængelige produktformer.

Kemisk sammensætning

Den præcist afbalancerede kemiske sammensætning af Alloy 909 (Incoloy 909, UNS N19909) er grundlaget for dens ultralave termiske ekspansion og høje temperaturstyrke. Den typiske sammensætning (efter vægt) er som følger:

Nikkel (Ni): 38-42% (det primære matrixelement, der muliggør udfældning af styrkende faser og giver baseline duktilitet; forbedrer også sejhed ved lave temperaturer)

Jern (Fe): 34-38% (afbalancerer legeringens densitet og omkostninger, mens der arbejdes med nikkel-kobolt for at undertrykke termisk ekspansion; forbedrer fremstillingsevnen til tråd- og pladeformning)

Kobolt (Co): 18-22 % (den vigtigste bidragyder til ultralav termisk ekspansion - danner en "termisk kompenseret" matrix med nikkel og jern, hvilket minimerer dimensionsændringer under temperatursvingninger)

Niobium (Nb) + Titanium (Ti): 4,5-5,5 % (kombineret; NB: 3,0-4,0%, Ti: 1,5-2,0%) — danner gamma-double-prime (γ'') intermetalliske udfældninger under ældning, hvilket giver enestående høj temperaturstyrke uden at øge termisk ekspansion

Aluminium (Al): 0,1-0,5% (forfiner γ'' udfældninger, hvilket øger styrken ved forhøjede temperaturer, samtidig med at duktiliteten bevares)

Kulstof (C): ≤ 0,03 % (minimeret for at forhindre hårdmetaldannelse, hvilket kan øge termisk ekspansion og forårsage skørhed af korngrænsen)

Silicium (Si): ≤ 0,3 % (hjælper med deoxidation under fremstillingen uden at gå på kompromis med lave termiske ekspansionsegenskaber)

Mangan (Mn): ≤ 0,5 % (forbedrer varmbearbejdningen, hvilket muliggør fremstilling i tynde former som tråd og folie)

Fosfor (P): ≤ 0,015 % (strengt begrænset for at undgå skørhed af korngrænser, afgørende for kryogene og højstressapplikationer)

Svovl (S): ≤ 0,01 % (minimeret for at sikre god duktilitet og modstandsdygtighed over for spændingskorrosionsrevner under termisk cykling)

Bor (B): 0,002-0,008% (styrker korngrænserne, forbedrer krybemodstanden ved høje temperaturer uden at ændre termisk ekspansion)

Denne konstruerede blanding - fokuseret på nikkel-jern-kobolt for lav termisk ekspansion og niob-titanium for styrke - leverer Alloy 909's unikke "dimensionsstabilitet + høj styrke" ydeevne.

Vigtige egenskaber

Alloy 909 (Incoloy 909 Wire, UNS N19909) og dens forskellige former udviser enestående egenskaber, der er skræddersyet til termisk cykling og miljøer med høj belastning:

Mekaniske egenskaber (ældet tilstand, 705 °C / 1300 ° F i 8 timer + 620 ° C / 1150 ° F i 8 timer)

Trækstyrke: 1240-1450 MPa (180.000-210.000 psi) ved stuetemperatur; bevarer ~965 MPa (140,000 psi) ved 650 ° C (1200 ° F)

Udbyttestyrke (0,2 % forskydning): 1035-1240 MPa (150.000-180.000 psi) ved stuetemperatur; bevarer ~895 MPa (130,000 psi) ved 650 ° C (1200 ° F)

Forlængelse (i 50 mm): 12-20 % (fremragende duktilitet til koldformning - f.eks. bøjning af tråd til præcisionsfjedre, formning af plader til satellitkomponenter)

Reduktion af areal: 25-35% (overlegen sejhed, modstandsdygtighed over for brud under termisk cykling og mekanisk belastning)

Hårdhed: 38-44 HRC (Rockwell-hårdhed) ved stuetemperatur; opretholder ~32 HRC ved 650 °C (1200 °F)

Termisk ekspansion (kernefordel)

Termisk ekspansionskoefficient (CTE): Ultralav og stabil over et bredt temperaturområde:

20-300 °C (68-572 °F): 4,0-5,5 μm/(m·K) (1/3 af 316 rustfrit stål; 1/2 af Incoloy 925)

20-650 °C (68-1200 °F): 5,5-7,0 μm/(m·K) (minimal stigning selv ved forhøjede temperaturer, hvilket sikrer dimensionsstabilitet)

Kryogen (-270 °C/-454 °F til 20 °C/68 °F): CTE forbliver tæt på nul og undgår skør brud i lavtemperaturapplikationer

Egenskaber ved høje temperaturer

Kontinuerlig driftstemperatur: Op til 700 °C (1292 °F) (opretholder styrke og lav termisk ekspansion; kortvarig eksponering op til 800 °C/1472 °F)

Krybemodstand: Enestående for en lav-CTE-legering - 1000-timers krybebrudstyrke på ~480 MPa (70,000 psi) ved 650 ° C (1200 ° F) (overgår de fleste lavekspansionsstål)

Termisk træthedsmodstand: Tåler 10.000+ termiske cyklusser (f.eks. -196 °C/-321 °F til 650 °C/1200 °F) uden revner, kritisk for raketmotorer og turbinekomponenter

Lavtemperatur- og korrosionsegenskaber

Kryogen sejhed: Bevarer duktilitet ved -270 °C (-454 °F) (ingen skør overgang, velegnet til LNG- og rumapplikationer)

Generel korrosion: Moderat modstandsdygtighed over for atmosfærisk fugt, industriel damp og milde syrer (fokuseret på termisk ydeevne frem for ekstrem korrosionsbestandighed; supplerende belægninger brugt til barske kemiske miljøer)

Fysiske egenskaber

Massefylde: 8,2 g/cm³ (0,296 lb/in³) (højere end stål med lav ekspansion, men afbalanceret af overlegen styrke)

Varmeledningsevne: 11,5 W/(m·K) ved 20°C (68°F); stiger til 18,5 W/(m·K) ved 650 °C (1200 °F) (kontrolleret varmeoverførsel til varmestyringskomponenter)

Elasticitetsmodul: 210 GPa (30.500 ksi) ved stuetemperatur; falder til ~180 GPa (26.100 ksi) ved 650 °C (1200 °F)

Smeltepunkt: 1340-1390 ° C (2444-2534 ° F)

Produktformularer

Alloy 909 (Incoloy 909, UNS N19909) er fremstillet i en bred vifte af former for at imødekomme specialiserede termiske cykler og højstressapplikationer:

Stang: Rundstang (diametre 8-200 mm) og flad stang (tykkelse 6-100 mm, bredde 25-500 mm) - ideel til bearbejdning i raketmotordyser, turbineskiver og højpræcisionsfastgørelseselementer.

Bånd: Tynde, flade strimler (tykkelse 0,08-0,9 mm, bredde 4-90 mm) — bruges i termiske sprøjtebelægninger til dimensionsstabilitet på metalunderlag og fleksible tætninger til højtemperaturkamre.

Tråd: Incoloy 909 Wire (diametre 0,4-6 mm) - fungerer som svejsefyldmetal til sammenføjning af 909 komponenter, som præcisionsfjedre i satellitimplementeringsmekanismer og som sensortråde i kryogene systemer.

Stænger: Solide cylindriske stænger (diametre 3-50 mm) - bruges til GTAW-fyldstof og fremstilling af små komponenter som ventilspindler og instrumentprober i termiske cykelmiljøer.

Rør og rør: Sømløst rør (udvendig diameter 5-150 mm, vægtykkelse 0,6-10 mm) - kritisk for væsketransport ved høj temperatur (f.eks. raketbrændstofledninger, turbinekølerør), der kræver dimensionsstabilitet.

Folie: Ultratynde plader (tykkelse 0,015-0,1 mm) — bruges som termiske barrierer i elektroniske komponenter og tynde pakninger i præcisionsinstrumenter, der udsættes for temperaturudsving.

Plade og ark: Plade (tykkelse 4-50 mm) og plade (tykkelse 0,3-4 mm) - fremstillet i satellitstrukturelle paneler, raketmotorforbrændingsforinger og turbinevarmeskjolde.

Bånd: Smalle, flade strimler (tykkelse 0,08-2 mm, bredde 3-50 mm) - bruges til præcisionskomponenter som varmevekslerfinner, elektriske kontakter og tætningsringe i termiske cyklussystemer.

Smedemateriale: Barrer og barrer (størrelser op til 600×600 mm) - varmsmedet til komplekse former (f.eks. turbinerotorer, raketmotorhuse), der kræver lav termisk ekspansion og høj styrke.

Programmer

Den exceptionelle lave termiske ekspansion og høje temperaturstyrke af Alloy 909 (Incoloy 909 Wire, UNS N19909) gør den uerstattelig i industrier, hvor dimensionsstabilitet under termisk cyklus er afgørende:

Luftfart og forsvar

Raket- og missilmotorer: Forbrændingsforinger (plade/plade), dyser (stang/smedemateriale) og brændstofledninger (rør) - modstår ekstrem termisk cyklus (kryogene drivmidler til 1000 °C+ udstødning) uden at vride sig.

Satellitter og rumfartøjer: Strukturelle paneler (ark), udfoldelsesfjedre (wire) og antennestøtter (stang) – opretholder dimensionel præcision i rummets ekstreme temperaturudsving (-270 °C til 120 °C).

Jetmotorer: Højtryksturbinekomponenter (smedemateriale/plade) - modstår termisk træthed fra motorens start-stop-cyklusser og bevarer styrken ved 650-700 °C.

Avanceret energi

Nuklear fusion: Plasmavendte komponenter (plade) - modstår termisk cyklus mellem kryogen køling og 600 °C plasmaeksponering, samtidig med at formen bevares.

LNG-industri: Kryogene lagertankforinger (plade/folie) og overførselsrør (rør) - bevarer duktiliteten ved -162 °C (LNG-kogepunkt) og minimerer ekspansion/sammentrækning under påfyldning/tømning.

Turbineteknologi: Varmevekslerrør (rør) og rotorskiver (smedemateriale) — sikrer dimensionsstabilitet i gasturbiner med kombineret cyklus (CCGT) med hyppige temperaturændringer.

Finmekanik

Halvlederfremstilling: Waferbehandlingsudstyr (plade/strimmel) - opretholder præcision i højtemperaturudglødningskamre med snævre dimensionstolerancer.

Metrologiværktøjer: Kalibreringsstandarder (bar) – ultralav CTE sikrer nøjagtighed på tværs af temperaturområder i industrielle målesystemer.

Specialiserede ansøgninger efter formular

Tråd: Svejsefyldmetal til raketmotorkomponenter; præcisionsfjedre i satellitudrulningsmekanismer.

Plade/ark: Satellit strukturelle paneler og raketmotorforbrændingsforinger.

Rør-/smedemateriale: Raketbrændstofledninger og turbinerotorer, der kræver dimensionsstabilitet.

Strip/Foil: Termiske barrierer i elektronik og kryogene pakninger.

Sammenfattende omdefinerer Alloy 909 (Incoloy 909 Wire, UNS N19909) - tilgængelig i former fra stang og tråd til plade- og smedemateriale - ydeevne til termiske cykliske applikationer. Dens unikke lave termiske ekspansion og høje styrke muliggør innovationer inden for rumfarts-, rumfarts- og energisektorer, hvor traditionelle materialer ikke opretholder dimensionsstabilitet. Det er det foretrukne materiale for ingeniører, der søger at eliminere termisk induceret fejl og sikre langsigtet præcision.

Pakning af Standard emballage:

Typisk bulkemballage inkluderer palleteret plast 5 gallon/25 kg. spande, fiber- og ståltromler til 1 tons supersække i fuld container (FCL) eller lastbillæs (T/L) mængder. Forsknings- og prøvemængder og hygroskopiske, oxiderende eller andre luftfølsomme materialer kan emballeres under argon eller vakuum. Opløsninger pakkes i polypropylen-, plast- eller glaskrukker op til palleterede 995 gallon flydende kasser Specialpakke er tilgængelig på anmodning.