Legierung 907, Incoloy 907 Blech, UNS N19907

Legierung 907, Incoloy 907 Draht, UNS N19907

Alloy 909 (Incoloy 909 Draht, UNS N19909) - Einführung mit Zusammensetzung, Eigenschaften, Anwendungen und Produktformen

Die Legierung 909, kommerziell als Incoloy 909 bekannt und mit UNS N19909 bezeichnet, ist eine ausscheidungshärtende Nickel-Eisen-Kobalt-Superlegierung, die speziell für eine geringe Wärmeausdehnung und Außergewöhnliche Hochtemperaturfestigkeit. Im Gegensatz zu herkömmlichen korrosionsfokussierten Superlegierungen ist es für Anwendungen optimiert, die Dimensionsstabilität unter extremen Temperaturschwankungen erfordern – von kryogenen Temperaturen bis hin zu erhöhten Temperaturen Hitze – was es zu einem wichtigen Material in der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigung und im fortschrittlichen Energiesektor macht. Es ist in einer umfassenden Palette von Formen erhältlich, um unterschiedliche industrielle Anforderungen zu erfüllen, einschließlich Stangen (Rundstangen, Flachstangen), Bänder, Drähte, Stangen, Rohre, Rohre, Folien, Platten, Bleche, Bänder und Schmiedematerial . Insbesondere Incoloy 909 Wire zeichnet sich durch eine gleichmäßig geringe Wärmeausdehnung und Präzision aus und eignet sich daher ideal für das Schweißen, die Herstellung von Federn und komplizierte Komponenten in Raketentriebwerken und Triebwerken. Satellitenstrukturen. Im Folgenden finden Sie einen detaillierten Überblick über die chemische Zusammensetzung, die wichtigsten Eigenschaften, die praktischen Anwendungen und die verfügbaren Produktformen.

Chemische Zusammensetzung

Die genau ausbalancierte chemische Zusammensetzung der Legierung 909 (Incoloy 909, UNS N19909) ist die Grundlage für ihre extrem geringe Wärmeausdehnung und Hochtemperaturfestigkeit. Die typische Zusammensetzung (nach Gewicht) ist wie folgt:

Nickel (Ni): 38-42 % (das primäre Matrixelement, das die Ausfällung von Verstärkungsphasen ermöglicht und die Basisduktilität gewährleistet; verbessert auch die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen)

Eisen (Fe): 34-38 % (gleicht die Dichte und die Kosten der Legierung aus, während mit Nickel-Kobalt gearbeitet wird, um die Wärmeausdehnung zu unterdrücken; verbessert die Verarbeitbarkeit bei der Draht- und Blechumformung)

Kobalt (Co): 18-22 % (der Hauptfaktor für eine extrem niedrige Wärmeausdehnung – bildet eine "thermisch kompensierte" Matrix mit Nickel und Eisen, wodurch Dimensionsänderungen unter der Temperatur minimiert werden Schwankungen)

Niob (Nb) + Titan (Ti): 4,5-5,5 % (kombiniert; Nb: 3,0-4,0 %, Ti: 1,5-2,0 %) – Form von Gamma-Double-Prime (γ'') intermetallischen Ausscheidungen während der Alterung und liefert eine außergewöhnliche Hochtemperaturfestigkeit ohne Erhöhung der thermischen Belastung Erweiterung

Aluminium (Al): 0,1-0,5 % (verfeinert γ'' Ausscheidungen, erhöht die Festigkeit bei erhöhten Temperaturen bei gleichzeitiger Beibehaltung der Duktilität)

Kohlenstoff (C): ≤ 0,03 % (minimiert, um Karbidbildung zu verhindern, die die Wärmeausdehnung erhöhen und eine Versprödung der Korngrenzen verursachen könnte)

Silizium (Si): ≤ 0,3 % (hilft bei der Desoxidation während der Herstellung, ohne die Eigenschaften bei geringer Wärmeausdehnung zu beeinträchtigen)

Mangan (Mn): ≤ 0,5 % (verbessert die Warmverarbeitbarkeit und ermöglicht die Verarbeitung in dünne Formen wie Draht und Folie)

Phosphor (P): ≤ 0,015 % (streng begrenzt, um eine Versprödung der Korngrenzen zu vermeiden, kritisch für kryogene und hochbeanspruchte Anwendungen)

Schwefel (S): ≤ 0,01 % (minimiert, um eine gute Duktilität und Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion bei thermischen Zyklen zu gewährleisten)

Bor (B): 0,002-0,008 % (stärkt die Korngrenzen und verbessert die Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen, ohne die Wärmeausdehnung zu verändern)

Diese technische Mischung – mit Schwerpunkt auf Nickel-Eisen-Kobalt für eine geringe Wärmeausdehnung und Niob-Titan für die Festigkeit – bietet die einzigartige "Dimensionsstabilität + hohe Festigkeit" der Legierung 909 Leistung.

Wichtige Eigenschaften

Die Legierung 909 (Incoloy 909 Wire, UNS N19909) und ihre verschiedenen Formen weisen außergewöhnliche Eigenschaften auf, die auf thermische Zyklen und Umgebungen mit hoher Beanspruchung zugeschnitten sind:

Mechanische Eigenschaften (gealterter Zustand, 705 °C/1300 °F für 8 Stunden + 620 °C/1150 °F für 8 Stunden)

Zugfestigkeit: 1240-1450 MPa (180.000-210.000 psi) bei Raumtemperatur; behält ~965 MPa (140.000 psi) bei 650 °C (1200 °F) bei

Streckgrenze (0,2 % Versatz): 1035-1240 MPa (150.000-180.000 psi) bei Raumtemperatur; behält ~895 MPa (130.000 psi) bei 650 °C (1200 °F) bei

Dehnung (in 50 mm): 12-20 % (ausgezeichnete Duktilität für die Kaltumformung – z. B. Biegen von Draht zu Präzisionsfedern, Formen von Blech zu Satellitenbauteilen)

Reduzierung der Fläche: 25-35% (überlegene Zähigkeit, Bruchfestigkeit bei thermischen Zyklen und mechanischer Beanspruchung)

Härte: 38-44 HRC (Rockwell-Härte) bei Raumtemperatur; hält ~32 HRC bei 650 °C (1200 °F) aufrecht

Thermische Ausdehnung (Kernvorteil)

Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE): Extrem niedrig und stabil über einen weiten Temperaturbereich:

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

20-650 °C (68-1200 °F): 5,5-7,0 μm/(m·K) (minimaler Anstieg auch bei erhöhten Temperaturen, Gewährleistung der Dimensionsstabilität)

Kryogen (-270 °C/-454 °F bis 20 °C/68 °F): CTE bleibt nahe Null, wodurch Sprödbruch bei Niedertemperaturanwendungen vermieden wird

Eigenschaften bei hohen Temperaturen

Dauergebrauchstemperatur: Bis zu 700 °C (1292 °F) (behält die Festigkeit bei und verringert die Wärmeausdehnung; kurzzeitige Exposition bis zu 800°C/1472°F)

Kriechfestigkeit: Außergewöhnlich für eine Legierung mit niedrigem CTE – 1000 Stunden Zeitstandfestigkeit von ~480 MPa (70.000 psi) bei 650 °C (1200 °F) (übertrifft die meisten Stähle mit geringer Ausdehnung)

Thermische Ermüdungsbeständigkeit: Hält 10.000+ thermischen Zyklen (z. B. -196 °C/-321 °F bis 650 °C/1200 °F) stand, ohne Rissbildung, kritisch für Raketentriebwerke und Turbinenkomponenten

Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen und Korrosion

Kryogene Zähigkeit: Behält die Duktilität bei -270 °C (-454 °F) bei (kein spröder Übergang, geeignet für LNG- und Raumfahrtanwendungen)

Allgemeine Korrosion: Mäßige Beständigkeit gegen Luftfeuchtigkeit, Industriedampf und milde Säuren (Schwerpunkt auf thermischer Leistung gegenüber extremer Korrosionsbeständigkeit; Zusätzliche Beschichtungen für raue chemische Umgebungen)

Physikalische Eigenschaften

Dichte: 8,2 g/cm³ (0,296 lb/in³) (höher als Stähle mit geringer Ausdehnung, aber ausgeglichen durch überlegene Festigkeit)

Wärmeleitfähigkeit: 11,5 W/(m·K) bei 20 °C (68 °F); Erhöhung auf 18,5 W/(m·K) bei 650 °C (1200 °F) (kontrollierte Wärmeübertragung für Wärmemanagementkomponenten)

Elastizitätsmodul: 210 GPa (30.500 ksi) bei Raumtemperatur; sinkt auf ~180 GPa (26.100 ksi) bei 650 °C (1200 °F)

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

Produktformen

Die Legierung 909 (Incoloy 909, UNS N19909) wird in einer Vielzahl von Formen hergestellt, um spezielle thermische Zyklen und Anwendungen mit hoher Beanspruchung zu ermöglichen:

Schiene: Rundstange (Durchmesser 8-200 mm) und Flachstange (Dicke 6-100 mm, Breite 25-500 mm) – ideal für die Bearbeitung in Raketentriebwerksdüsen, Turbinenscheiben und hochpräzisen Befestigungselementen.

Farbband: Dünne, flache Bänder (Dicke 0,08-0,9 mm, Breite 4-90 mm) — wird in thermischen Spritzbeschichtungen für die Dimensionsstabilität auf Metallsubstraten und flexiblen Dichtungen für Hochtemperaturkammern verwendet.

Draht: Incoloy 909 Draht (Durchmesser 0,4-6 mm) — dient als Schweißzusatz zum Verbinden von 909-Komponenten, als Präzisionsfedern in Satellitenauslösemechanismen und als Sensordrähte in kryogenen Systeme.

Stäbe: Massive zylindrische Stäbe (Durchmesser 3-50 mm) – werden für GTAW-Zusatzwerkstoffe und die Herstellung von Kleinkomponenten wie Ventilschäften und Instrumentensonden in thermisch wechselintensiven Umgebungen verwendet.

Rohr und Rohr: Nahtloses Rohr (Außendurchmesser 5-150 mm, Wandstärke 0,6-10 mm) – entscheidend für den Transport von Hochtemperaturflüssigkeiten (z. B. Raketentreibstoffleitungen, Turbinenkühlrohre), die Dimensionsstabilität.

Folie: Ultradünne Bleche (Dicke 0,015-0,1 mm) – werden als thermische Barrieren in elektronischen Bauteilen und dünne Dichtungen in Präzisionsinstrumenten verwendet, die Temperaturschwankungen ausgesetzt sind.

Blech und Blech: Blech (Dicke 4-50 mm) und Blech (Dicke 0,3-4 mm) – verarbeitet zu Satellitenstrukturplatten, Verbrennungsauskleidungen für Raketentriebwerke und Hitzeschilden für Turbinen.

Band: Schmale, flache Bänder (Dicke 0,08-2 mm, Breite 3-50 mm) – werden für Präzisionskomponenten wie Wärmetauscherlamellen, elektrische Kontakte und Dichtungsringe in thermischen Kreislaufsystemen verwendet.

Schmiedematerial: Knüppel und Barren (Größen bis zu 600×600 mm) – warmgeschmiedet zu komplexen Formen (z. B. Turbinenrotoren, Gehäuse von Raketentriebwerken), die eine geringe Wärmeausdehnung und eine hohe Festigkeit erfordern.

Anträge

Die außergewöhnlich geringe Wärmeausdehnung und die Hochtemperaturfestigkeit der Legierung 909 (Incoloy 909 Wire, UNS N19909) machen sie unersetzlich in Industrien, in denen die Dimensionsstabilität unter thermischen Bedingungen Radfahren ist entscheidend:

Luft- und Raumfahrt & Verteidigung

Raketen- und Raketentriebwerke: Verbrennungsauskleidungen (Platte/Blech), Düsen (Stangen/Schmiedematerial) und Kraftstoffleitungen (Rohr) – hält extremen Temperaturschwankungen stand (kryogene Treibstoffe bis 1000 °C+ Abgase) ohne Verzug.

Satelliten und Raumfahrzeuge: Strukturplatten (Blech), Entfaltungsfedern (Draht) und Antennenstützen (Stange) – behält die Maßgenauigkeit bei extremen Temperaturschwankungen im Weltraum bei (-270 °C bis 120°C).

Düsentriebwerke: Hochdruckturbinenkomponenten (Schmiedematerial/-platte) – widersteht thermischer Ermüdung durch Start-Stopp-Zyklen des Triebwerks und behält seine Festigkeit bei 650-700 °C bei.

Fortschrittliche Energie

Kernfusion: Plasmazugewandte Komponenten (Platte) – widerstehen thermischen Schwankungen zwischen kryogener Kühlung und 600 °C Plasmaexposition bei gleichzeitiger Beibehaltung der Form.

LNG-Industrie: Auskleidungen von kryogenen Lagertanks (Folie/Folie) und Transferrohre (Rohr) – behält die Duktilität bei -162 °C (LNG-Siedepunkt) bei und minimiert die Ausdehnung/Kontraktion während der Befüllung/ Entleerung.

Turbinentechnik: Wärmetauscherrohre (Rohr) und Rotorscheiben (Schmiedematerial) – sorgt für Dimensionsstabilität in Gas- und Dampfturbinen (GuD) bei häufigen Temperaturwechseln.

Feinmechanik

Halbleiterfertigung: Wafer-Verarbeitungsausrüstung (Platte/Streifen) – sorgt für Präzision in Hochtemperatur-Glühkammern mit engen Maßtoleranzen.

Messwerkzeuge: Kalibrierstandards (bar) – extrem niedriger CTE gewährleistet Genauigkeit über alle Temperaturbereiche in industriellen Messsystemen.

Spezialisierte Anwendungen nach Formular

Draht: Schweißzusatz für Komponenten von Raketentriebwerken; Präzisionsfedern in Satellitenausbringungsmechanismen.

Platte/Blech: Satelliten-Strukturplatten und Verbrennungsauskleidungen für Raketentriebwerke.

Rohre/Schmiedematerial: Raketentreibstoffleitungen und Turbinenrotoren, die Dimensionsstabilität erfordern.

Streifen/Folie: Thermische Barrieren in Elektronik und kryogenen Dichtungen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Legierung 909 (Incoloy 909 Wire, UNS N19909) – erhältlich in Formen von Stangen und Drähten bis hin zu Blechen und Schmiedematerial – die Leistung für Temperaturwechselanwendungen neu definiert. Seine einzigartig geringe Wärmeausdehnung und hohe Festigkeit ermöglichen Innovationen in den Bereichen Luft- und Raumfahrt und Energie, in denen herkömmliche Materialien die Dimensionsstabilität nicht aufrechterhalten können. Es ist das Material der Wahl für Ingenieure, die thermisch induzierte Ausfälle eliminieren und langfristige Präzision gewährleisten möchten.

Verpackung von Standardverpackung:

Typische Großverpackungen umfassen palettierten Kunststoff mit einem Gewicht von 5 Gallonen/25 kg. Eimer, Faser- und Stahlfässer bis hin zu 1-Tonnen-Supersäcken in vollen Container- (FCL) oder LKW-Ladungsmengen (T/L). Forschungs- und Probenmengen sowie hygroskopische, oxidierende oder andere luftempfindliche Materialien können unter Argon oder Vakuum verpackt werden. Die Lösungen werden in Polypropylen-, Kunststoff- oder Glasgefäßen bis zu palettierten 1000-Gallonen-Flüssigkeitsbehältern verpackt. Sonderverpackungen sind auf Anfrage erhältlich.