سبيكة 909 ، أنبوب Incoloy 909 ، UNS N19909

سبيكة 909 ، سلك Incoloy 909 ، UNS N19909

سبيكة 909 (سلك Incoloy 909 ، UNS N19909) - مقدمة مع التركيب والخصائص والتطبيقات وأشكال المنتج

سبيكة 909 ، المعروفة تجاريا باسم Incoloy 909 وتم تعيينها من قبل UNS N19909 ، هي سبيكة فائقة من النيكل والحديد والكوبالت لتصلب الترسيب مصممة بشكل فريد للتمدد الحراري المنخفض و قوة استثنائية في درجات الحرارة العالية. على عكس السبائك الفائقة التقليدية التي تركز على التآكل ، فقد تم تحسينها للتطبيقات التي تتطلب ثباتا للأبعاد في ظل الدورة الحرارية الشديدة - من درجات الحرارة المبردة إلى درجات الحرارة المرتفعة الحرارة - مما يجعلها مادة مهمة في قطاعات الطيران والدفاع والطاقة المتقدمة. 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 909 Wire ، على وجه الخصوص ، بتمددها الحراري المنخفض ودقتها ، مما يجعلها مثالية للحام وتصنيع الزنبرك والمكونات المعقدة في محركات الصواريخ و هياكل الأقمار الصناعية. فيما يلي نظرة عامة مفصلة على تركيبته الكيميائية وخصائصه الرئيسية وتطبيقاته العملية وأشكال المنتجات المتاحة.

التركيب الكيميائي

التركيب الكيميائي المتوازن بدقة لسبيكة 909 (Incoloy 909 ، UNS N19909) هو أساس التمدد الحراري المنخفض للغاية وقوتها في درجات الحرارة العالية. التكوين النموذجي (بالوزن) هو كما يلي:

النيكل (Ni): 38-42٪ (عنصر المصفوفة الأولي ، مما يتيح ترسيب مراحل التقوية وتوفير ليونة خط الأساس ؛ يعزز أيضا صلابة درجات الحرارة المنخفضة)

الحديد (الحديد ): 34-38٪ (يوازن كثافة السبيكة وتكلفتها أثناء العمل مع النيكل والكوبالت لقمع التمدد الحراري ؛ يحسن قابلية التصنيع لتشكيل الأسلاك والألواح)

الكوبالت (Co): 18-22٪ (المساهم الرئيسي في التمدد الحراري المنخفض للغاية - يشكل مصفوفة "معوضة حراريا" بالنيكل والحديد ، مما يقلل من تغيرات الأبعاد تحت درجة الحرارة التقلبات)

النيوبيوم (ملحوظة) + التيتانيوم (Ti): 4.5-5.5٪ (مجتمعة; ملحوظة: 3.0-4.0٪, Ti: 1.5-2.0٪) — شكل جاما مزدوج رئيس الوزراء (γ'') الترسيب بين المعادن أثناء الشيخوخة, توفير قوة استثنائية في درجات الحرارة العالية دون زيادة الحرارة توسع

الألومنيوم (Al): 0.1-0.5٪ (يكرر γ '' الرواسب ، مما يعزز القوة في درجات الحرارة المرتفعة مع الحفاظ على الليونة)

الكربون (C): ≤ 0.03٪ (يتم تقليله لمنع تكوين الكربيد ، مما قد يزيد من التمدد الحراري ويسبب تقصف حدود الحبوب)

السيليكون (Si): ≤ 0.3٪ (يساعد في إزالة الأكسدة أثناء التصنيع دون المساس بخصائص التمدد الحراري المنخفضة)

المنغنيز (Mn): ≤ 0.5٪ (يعزز قابلية التشغيل الساخنة ، مما يتيح التصنيع في أشكال رفيعة مثل الأسلاك والرقائق)

الفوسفور (P): ≤ 0.015٪ (يقتصر بشكل صارم على تجنب تقصف حدود الحبوب ، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات المبردة وعالية الإجهاد)

الكبريت (S): ≤ 0.01٪ (يتم تقليله لضمان ليونة جيدة ومقاومة تكسير التآكل الناتج عن الإجهاد تحت التدوير الحراري)

البورون (م): 0.002-0.008٪ (يقوي حدود الحبوب ، ويحسن مقاومة الزحف في درجات الحرارة المرتفعة دون تغيير التمدد الحراري)

يوفر هذا المزيج المصمم هندسيا - الذي يركز على النيكل والحديد والكوبالت للتمدد الحراري المنخفض والنيوبيوم والتيتانيوم للقوة - "ثبات الأبعاد + القوة العالية" الفريد من نوعه للسبيكة 909 اداء.

الخصائص الرئيسية

سبيكة 909 (سلك Incoloy 909 ، UNS N19909) وأشكالها المختلفة تظهر خصائص استثنائية مصممة خصيصا لركوب الدراجات الحرارية والبيئات عالية الضغط:

الخواص الميكانيكية (حالة الشيخوخة ، 705 درجة مئوية / 1300 درجة فهرنهايت لمدة 8 ساعات + 620 درجة مئوية / 1150 درجة فهرنهايت لمدة 8 ساعات)

قوة الشد: 1240-1450 ميجا باسكال (180،000-210،000 رطل لكل بوصة مربعة) في درجة حرارة الغرفة ؛ يحتفظ ب ~ 965 ميجا باسكال (140,000 رطل لكل بوصة مربعة) عند 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت)

قوة الخضوع (تعويض 0.2٪): 1035-1240 ميجا باسكال (150،000-180،000 رطل لكل بوصة مربعة) في درجة حرارة الغرفة ؛ يحتفظ ~ 895 ميجا باسكال (130,000 رطل لكل بوصة مربعة) عند 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت)

الاستطالة (في 50 مم): 12-20٪ (ليونة ممتازة للتشكيل البارد - على سبيل المثال ، ثني الأسلاك في نوابض دقيقة ، وتشكيل الورقة إلى مكونات الأقمار الصناعية)

تقليل المساحة: 25-35٪ (صلابة فائقة ، مقاومة الكسر تحت الدراجة الحرارية والضغط الميكانيكي)

صلابة: 38-44 HRC (صلابة روكويل) في درجة حرارة الغرفة ؛ يحافظ على ~ 32 HRC عند 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت)

التمدد الحراري (الميزة الأساسية)

معامل التمدد الحراري (CTE): منخفض للغاية ومستقر عبر نطاق واسع من درجات الحرارة:

20-300 درجة مئوية (68-572 درجة فهرنهايت): 4.0-5.5 ميكرومتر / (م كلفن) (1/3 من 316 فولاذ مقاوم للصدأ ؛ 1/2 من Incoloy 925)

20-650 درجة مئوية (68-1200 درجة فهرنهايت): 5.5-7.0 ميكرومتر/(م·كلفن) (الحد الأدنى من الزيادة حتى في درجات الحرارة المرتفعة، مما يضمن استقرار الأبعاد)

مبرد (-270 درجة مئوية / -454 درجة فهرنهايت إلى 20 درجة مئوية / 68 درجة فهرنهايت): يظل CTE قريبا من الصفر ، وتجنب الكسر الهش في تطبيقات درجات الحرارة المنخفضة

خصائص درجات الحرارة العالية

درجة حرارة الخدمة المستمرة: تصل إلى 700 درجة مئوية (1292 درجة فهرنهايت) (تحافظ على القوة والتمدد الحراري المنخفض ؛ تعريض ضوئي قصير المدى يصل إلى 800 درجة مئوية/1472 درجة فهرنهايت)

مقاومة الزحف: استثنائية لسبيكة منخفضة CTE - قوة تمزق زحف لمدة 1000 ساعة ~ 480 ميجا باسكال (70,000 رطل لكل بوصة مربعة) عند 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت) (تتفوق على معظم الفولاذ منخفض التمدد)

مقاومة التعب الحراري: تتحمل 10,000+ دورة حرارية (على سبيل المثال ، -196 درجة مئوية / -321 درجة فهرنهايت إلى 650 درجة مئوية / 1200 درجة فهرنهايت) دون تكسير ، وهو أمر بالغ الأهمية لمحركات الصواريخ ومكونات التوربينات

خصائص درجات الحرارة المنخفضة والتآكل

المتانة المبردة: تحتفظ بالليونة عند -270 درجة مئوية (-454 درجة فهرنهايت) (لا يوجد انتقال هش ، مناسب للغاز الطبيعي المسال والتطبيقات الفضائية)

التآكل العام: مقاومة معتدلة للرطوبة الجوية والبخار الصناعي والأحماض الخفيفة (تركز على الأداء الحراري على مقاومة التآكل الشديدة ؛ الطلاءات التكميلية المستخدمة في البيئات الكيميائية القاسية)

الخصائص الفيزيائية

الكثافة: 8.2 جم / سم مكعب (0.296 رطل / بوصة مكعبة) (أعلى من الفولاذ منخفض التمدد ولكن متوازن بقوة فائقة)

الموصلية الحرارية: 11.5 واط / (م كلفن) عند 20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت) ؛ يزيد إلى 18.5 واط/(م·كلفن) عند 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت) (نقل الحرارة المتحكم فيه لمكونات الإدارة الحرارية)

معامل المرونة: 210 جيجا باسكال (30,500 كيلو متر مربع) في درجة حرارة الغرفة ؛ ينخفض إلى ~ 180 جيجا باسكال (26,100 كيلو متر مربع) عند 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت)

نقطة الانصهار: 1340-1390 درجة مئوية (2444-2534 درجة فهرنهايت)

أشكال المنتج

يتم تصنيع سبيكة 909 (Incoloy 909 ، UNS N19909) في مجموعة متنوعة من الأشكال لاستيعاب ركوب الدراجات الحرارية المتخصصة وتطبيقات الضغط العالي:

الشريط: قضيب دائري (أقطار 8-200 مم) وقضيب مسطح (سمك 6-100 مم ، عرض 25-500 مم) - مثالي للتصنيع في فوهات محرك الصواريخ وأقراص التوربينات والسحابات عالية الدقة.

الشريط: شرائط رفيعة ومسطحة (سمك 0.08-0.9 مم ، عرض 4-90 مم) - تستخدم في طلاء الرش الحراري لثبات الأبعاد على ركائز معدنية وأختام مرنة للغرف ذات درجات الحرارة العالية.

السلك: سلك Incoloy 909 (أقطار 0.4-6 مم) - يعمل كمعدن حشو لحام للانضمام إلى مكونات 909 ، كنوابض دقيقة في آليات نشر الأقمار الصناعية ، وكأسلاك استشعار في التبريد نظم.

القضبان: قضبان أسطوانية صلبة (أقطار 3-50 مم) - تستخدم لتعبئة المعادن GTAW وتصنيع المكونات الصغيرة مثل سيقان الصمامات ومجسات الأدوات في بيئات التدوير الحراري.

الأنبوب والأنابيب: أنبوب غير ملحوم (القطر الخارجي 5-150 مم ، سمك الجدار 0.6-10 مم) - ضروري لنقل السوائل بدرجة حرارة عالية (على سبيل المثال ، خطوط وقود الصواريخ ، أنابيب تبريد التوربينات) التي تتطلب استقرار الأبعاد.

رقائق معدنية: صفائح رفيعة للغاية (سمك 0.015-0.1 مم) - تستخدم كحواجز حرارية في المكونات الإلكترونية وحشيات رفيعة في الأدوات الدقيقة المعرضة لتقلبات درجات الحرارة.

اللوحة والصفائح: صفيحة (سمك 4-50 مم) وصفائح (سمك 0.3-4 مم) - مصنوعة في ألواح هيكلية للأقمار الصناعية ، وبطانات احتراق محرك الصواريخ ، ودروع حرارية للتوربينات.

الشريط: شرائط ضيقة ومسطحة (سمك 0.08-2 مم ، عرض 3-50 مم) - تستخدم للمكونات الدقيقة مثل زعانف المبادلات الحرارية ، وجهات الاتصال الكهربائية ، وحلقات الختم في أنظمة التدوير الحراري.

مخزون الحدادة: قضبان وسبائك (أحجام تصل إلى 600×600 مم) - مزورة على الساخن إلى أشكال معقدة (على سبيل المثال ، دوارات التوربينات وأغلفة محرك الصواريخ) تتطلب تمددا حراريا منخفضا وقوة عالية.

التطبيقات

إن التمدد الحراري المنخفض الاستثنائي وقوة درجات الحرارة العالية للسبيكة 909 (سلك Incoloy 909 ، UNS N19909) يجعلها لا يمكن الاستغناء عنها في الصناعات التي يكون فيها ثبات الأبعاد تحت الحرارة ركوب الدراجات أمر بالغ الأهمية:

الفضاء والدفاع

محركات الصواريخ والصواريخ: بطانات الاحتراق (لوح / لوحة) ، فوهات (قضيب / مخزون تزوير) ، وخطوط الوقود (أنبوب) - تقاوم الدوران الحراري الشديد (الوقود المبرد حتى 1000 درجة مئوية + عادم) بدون التواء.

الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية: الألواح الهيكلية (الصفائح) ، ونوابض النشر (الأسلاك) ، ودعامات الهوائي (القضيب) - تحافظ على دقة الأبعاد في تقلبات درجات الحرارة القصوى في الفضاء (-270 درجة مئوية إلى -270 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية).

المحركات النفاثة: مكونات التوربينات عالية الضغط (مخزون / لوحة الحدادة) - تقاوم التعب الحراري من دورات بدء تشغيل المحرك وإيقافها وتحتفظ بالقوة عند 650-700 درجة مئوية.

طاقة متقدمة

الاندماج النووي: المكونات المواجهة للبلازما (اللوحة) - تقاوم الدوران الحراري بين التبريد المبرد والتعرض للبلازما بدرجة 600 درجة مئوية مع الحفاظ على الشكل.

صناعة الغاز الطبيعي المسال: بطانات صهاريج التخزين المبردة (الصفائح / الرقائق) وأنابيب النقل (الأنبوب) - تحتفظ بالليونة عند -162 درجة مئوية (نقطة غليان الغاز الطبيعي المسال) وتقلل من التمدد / الانكماش أثناء التعبئة / افراغ.

تقنية التوربينات: أنابيب المبادل الحراري (الأنبوب) والأقراص الدوارة (مخزون الحدادة) - تضمن ثبات الأبعاد في توربينات الغاز ذات الدورة المركبة (CCGT) مع التغيرات المتكررة في درجات الحرارة.

الهندسة الدقيقة

تصنيع أشباه الموصلات: معدات معالجة الرقاقة (لوحة/شريط) - تحافظ على الدقة في غرف التلدين ذات درجة الحرارة العالية ذات التفاوتات الأبعاد الصارمة.

أدوات القياس: معايير المعايرة (بار) - يضمن CTE المنخفض للغاية الدقة عبر نطاقات درجات الحرارة في أنظمة القياس الصناعية.

التطبيقات المتخصصة حسب النموذج

الأسلاك: لحام حشو المعادن لمكونات محرك الصواريخ ؛ الينابيع الدقيقة في آليات نشر الأقمار الصناعية.

اللوحة / الورقة: الألواح الهيكلية للأقمار الصناعية وبطانات احتراق محرك الصواريخ.

مخزون الأنبوب / الحدادة: خطوط وقود الصواريخ ودوارات التوربينات التي تتطلب ثباتا للأبعاد.

الشريط / الرقائق: الحواجز الحرارية في الإلكترونيات والحشيات المبردة.

باختصار ، تعيد Alloy 909 (Incoloy 909 Wire ، UNS N19909) - المتوفرة في أشكال من القضبان والأسلاك إلى الألواح ومخزون الحدادة - تعريف الأداء لتطبيقات التدوير الحراري. يتيح تمدده الحراري المنخفض الفريد وقوته العالية الابتكارات في قطاعات الطيران والفضاء والطاقة ، حيث تفشل المواد التقليدية في الحفاظ على ثبات الأبعاد. إنها المادة المفضلة للمهندسين الذين يسعون إلى القضاء على الفشل الناجم عن الحرارة وضمان الدقة على المدى الطويل.

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 1012 جالونا على منصات نقالة ، تتوفر حزمة خاصة عند الطلب.