Сплав ПЭ11,Нимоник ПЭ11,

Сплав ПЭ11, Нимоник ПЭ11 Проволока

Сплав ПЭ11 (Нимоник ПЭ11 Проволока) - введение с составом, свойствами, применением и формами выпуска продукции

Сплав PE11, коммерчески известный как Nimonic PE11 и являющийся важным членом семейства Nimonic Superalloys, представляет собой никель-хром-алюминиево-титановый сплав, известный своей исключительной термостойкостью, сопротивлением ползучести и долгосрочной устойчивостью к окислению. Этот сплав специально разработан для надежной работы в экстремальных температурных условиях, включая длительное воздействие повышенных температур, циклических механических нагрузок и суровых атмосфер, что делает его критически важным материалом в аэрокосмической, энергетической и промышленной отраслях, где компоненты должны выдерживать газы сгорания, термоциклы и большие эксплуатационные нагрузки. Он доступен в широком ассортименте форм для удовлетворения различных промышленных потребностей, включая прутки (круглые прутки, плоские прутки), ленты, проволоку, прутки, трубы, фольгу, пластины, листы, полосы и поковочный материал. Nimonic PE11 Wire, в частности, выделяется своими однородными высокотемпературными свойствами, гибкостью и точностью, что делает ее идеальной для сварки, термического напыления покрытий и сложных компонентов в газотурбинных двигателях и высокотемпературных промышленных системах. Ниже приведен подробный обзор его химического состава, ключевых свойств, практического применения и доступных форм продукции.

Химический состав

Точно сбалансированный химический состав сплава PE11 (Nimonic PE11 Wire) является основой его исключительных высокотемпературных характеристик и коррозионной стойкости. Типичный состав (по весу) следующий:

Никель (Ni): 74-77% (основной элемент матрицы, обеспечивающий высокотемпературную структурную стабильность и служащий основой для образования осадка, повышающего прочность)

Хром (Cr): 14-16% (образует плотный, адгезивный слой оксида хрома, обеспечивая превосходную стойкость к окислению и сульфидированию при сверхвысоких температурах)

Алюминий (Al): 1,2-1,6% (работает с титаном с образованием гамма-простых (γ') интерметаллидных осадков, основной вклад в высокотемпературную прочность сплава на растяжение и ползучесть)

Титан (Ti): 2,2-2,6% (соединяется с алюминием с образованием гамма-простых осадков, значительно повышая сопротивление ползучести и сохраняя прочность при повышенных температурах)

Углерод (C): 0,03-0,07% (образует мелкие карбиды с хромом, укрепляя границы зерен и улучшая прочность на разрыв при ползучести без ущерба для пластичности)

Железо (Fe): ≤ 0,6% (сведено к минимуму для сохранения высокотемпературных свойств и предотвращения ухудшения стойкости к окислению)

Кремний (Si): ≤ 0,3% (способствует раскислению во время производства и поддерживает образование стабильного оксидного слоя для повышения долгосрочной стойкости к окислению)

Марганец (Mn): ≤ 0,3% (повышает технологичность горячей обработки, позволяя изготавливать различные формы продукции, такие как проволока, фольга и полосы)

Бор (В): 0,001-0,006% (укрепляет границы зерен, снижая восприимчивость к разрыву ползучести и улучшая пластичность при высоких температурах)

Цирконий (Zr): 0,03-0,10% (стабилизирует карбиды, улучшает микроструктуру, а также дополнительно повышает сопротивление ползучести и термоусталостные характеристики)

Фосфор (P): ≤ 0,012% (строго ограничено, чтобы избежать охрупчивания границ зерен при высоких нагрузках или термическом циклировании)

Сера (S): ≤ 0,006% (сведена к минимуму для обеспечения хорошей пластичности и устойчивости к коррозионному растрескиванию под напряжением в суровых условиях)

Эта специально разработанная смесь, ориентированная на никель, хром и преципитатообразующие элементы, обеспечивает фирменный баланс сплава PE11 между прочностью при высоких температурах, сопротивлением ползучести и стойкостью к окислению, что имеет решающее значение для сложных термических применений.

Основные свойства

Сплав PE11 (Nimonic PE11 Wire) и его различные формы демонстрируют исключительные свойства, которые делают их незаменимыми в условиях сверхвысоких температур, коррозионных и циклических нагрузок:

Механические свойства (отжиг в растворе и состаренное состояние):

Прочность на разрыв: 1000-1150 МПа (145 000-166 800 фунтов на квадратный дюйм) при комнатной температуре; сохраняет ~400 МПа (58 000 фунтов на кв. дюйм) при 850 °C (1562 °F)

Предел текучести (смещение 0,2%): 680-780 МПа (98 600-113 100 фунтов на квадратный дюйм) при комнатной температуре; сохраняет ~330 МПа (47 900 фунтов на кв. дюйм) при 850 °C (1562 °F)

Относительное удлинение (в 50 мм): 20-30% при комнатной температуре; 14–22% при 850 °C (1562 °F) (отличная пластичность для формования сложных компонентов, таких как уплотнения турбин и ребра теплообменника)

Уменьшение площади: 35-45% (превосходная ударная вязкость, устойчивость к разрушению при высокотемпературных циклических нагрузках и механическом воздействии)

Твердость: 32-37 HRC (твердость по Роквеллу) при комнатной температуре; поддерживает ~22 HRC при 850°C (1562°F)

Свойства при высоких температурах:

Постоянная рабочая температура: до 900 °C (1652 °F) (лучший показатель для упрочненных осадком никелевых сплавов, обладающий долговременной стабильностью на воздухе и в мягких промышленных условиях)

Сопротивление ползучести: исключительная стойкость к деформации ползучести — 1000-часовая прочность на разрыв при ползучести ~190 МПа (27 560 фунтов на квадратный дюйм) при 850 °C (1562 °F) и ~85 МПа (12 330 фунтов на квадратный дюйм) при 900 °C (1652 °F)

Термическая усталостная прочность: выдерживает многократные термоциклические циклы (например, от 120 °C до 860 °C) без растрескивания, что критически важно для таких компонентов, как вкладыши сгорания газовых турбин и выпускные коллекторы

Стойкость к окислению: превосходная стойкость к окислению и образованию накипи на воздухе при температурах до 1000 °C (1832 °F) с минимальным набором веса (≤ 5 мг/см²) даже после 5000 часов при 900 °C (1652 °F)

Коррозионная стойкость:

Общая коррозия: отличная стойкость к высокотемпературным газам сгорания, промышленному пару и мягким органическим/неорганическим химическим веществам

Стойкость к сульфидации: Устойчив к сульфидации в серосодержащих средах (например, на угольных электростанциях, мусоросжигательных заводах) до 800 °C (1472 °F)

Точечная коррозия/щелевая коррозия: хорошая стойкость к точечной коррозии в средах с умеренным содержанием хлоридов (например, аэрокосмические компоненты, подверженные воздействию влаги и прибрежной атмосферы)

Стойкость к науглероживанию: Сохраняет целостность в слабой атмосфере науглероживания (например, в промышленных печах для термообработки) за счет ограничения поглощения углерода и предотвращения чрезмерного роста карбида

Физические свойства:

Плотность: 7,9–8,1 г/см³ (0,285–0,293 фунта/дюйм³)

Теплопроводность: 10,0-12,0 Вт/(м·К) при 20°C (68°F); увеличивается до 20-23 Вт/(м·К) при 900°C (1652°F) (эффективное рассеивание тепла при высоких температурах, снижение термического напряжения в компонентах)

Коэффициент теплового расширения: 12,0-14,0 мкм/(м·К) (20-900°C) (контролируемое расширение для минимизации термического напряжения в собранных системах, таких как корпуса турбин)

Модуль упругости: 195-205 ГПа (28,300-29,700 ksi) при комнатной температуре; снижается до ~130 ГПа (18 850 фунтов на квадратный дюйм) при 900°C (1652°F)

Температура плавления: 1340-1390°C (2444-2534°F)

Формы продукции

Сплав PE11 (Nimonic PE11 Wire) изготавливается в различных формах для специализированных сверхвысокотемпературных и коррозионностойких применений:

Пруток: Доступен в виде круглого прутка (диаметр от 6 мм до 160 мм) и плоского прутка (толщина от 3 мм до 80 мм, ширина от 12 мм до 400 мм), идеально подходит для обработки компонентов турбин, штоков клапанов и высокотемпературных крепежных деталей.

Лента: тонкие плоские полосы (толщина от 0,07 мм до 0,8 мм, ширина от 3 мм до 80 мм), используемые в термическом напылении покрытий, электрических нагревательных элементах и гибких уплотнениях для высокотемпературных печей.

Проволока: Проволока Nimonic PE11 (диаметр от 0,3 мм до 4,5 мм) обладает однородными высокотемпературными свойствами, подходит для сварки (TIG/MIG), термического напыления и прецизионных нагревательных змеевиков в промышленных печах.

Стержни: Цельные цилиндрические стержни (диаметром от 1,5 мм до 40 мм), используемые для дуговой сварки вольфрамовым электродом в газе (GTAW) и изготовления небольших высокотемпературных компонентов (например, опор датчиков, штифтов клапанов).

Трубы и трубы: полые формы (внешний диаметр от 4 мм до 80 мм, толщина стенки от 0,3 мм до 8 мм) для транспортировки высокотемпературных жидкостей (например, топливопроводы печей, теплообменники на электростанциях).

Фольга: Ультратонкие листы (толщина от 0,012 мм до 0,08 мм), используемые в высокотемпературных прокладках, теплозащитных экранах для электроники и тонкопленочных термобарьерах.

Пластины и листы: плоские формы (пластина: толщина от 1,5 мм до 40 мм; лист: от 0,2 мм до 1,5 мм) для изготовления вкладышей для сгорания, стенок печей и теплообменников для аэрокосмической промышленности.

Полоса: узкие плоские полосы (толщина от 0,07 мм до 1,6 мм, ширина от 1,5 мм до 40 мм) для прецизионных компонентов, таких как уплотнения турбин, ребра теплообменника и электрические контакты в условиях высокой температуры.

Поковочный материал: Заготовки и слитки для горячей штамповки в сложные формы (например, диски газовых турбин, лопатки компрессоров, дверцы промышленных печей), требующие сверхвысокой термопрочности.

Приложений

Исключительная сверхвысокая термостойкость, сопротивление ползучести и устойчивость к окислению сплава PE11 (Nimonic PE11 Wire) в его различных формах делают его критически важным материалом в отраслях, требующих работы в экстремальных температурных условиях:

Аэрокосмическая и авиационная промышленность:

Газотурбинные двигатели: Лопатки компрессора, лопасти турбины, вкладыши для сгорания и компоненты форсажных камер (из листа, поковочной заготовки и листа), выдерживающие температуру до 900 ° C (1652 ° F).

Аэрокосмический крепеж: высокотемпературные болты, шпильки и заклепки (из стержня и стержня), фиксирующие компоненты двигателя, подверженные циклическим термическим нагрузкам и вибрации.

Вспомогательные силовые установки (ВСУ): Теплообменные трубы и конструкционные детали (из труб и листов), устойчивые к высоким температурам во вспомогательных системах самолета.

Энергетика и электрогенерация:

Газовые/паровые турбины: компоненты горячей секции (из пластин, поковочной заготовки и стержня) для промышленных энергетических турбин, выдерживающих высокие температуры и циклическую нагрузку.

Установки для переработки отходов в энергию: футеровки камеры сгорания и компоненты рекуперации тепла (из листов и плит) выдерживают коррозионные дымовые газы и температуру выше 800 °C.

Ядерная энергетика: Трубы теплообменников и конструкционные элементы (из труб и пластин) устойчивы к излучению и высокотемпературным теплоносителям.

Промышленная и высокотемпературная обработка:

Высокотемпературные печи: стенки печей, нагревательные элементы, оболочки термопар и подовые плиты (из проволоки, пластин и труб), работающие на воздухе или в инертной атмосфере до 1000 °C (1832 °F).

Химическая обработка: футеровки реакторов, опорные решетки катализаторов и теплообменники (из пластин, труб и стержней) выдерживают воздействие слабоагрессивных химических веществ (например, слабых кислот, органических растворителей) при повышенных температурах.

Металлургическая обработка: приспособления для термообработки, детали для обработки расплавленного металла и компоненты печей для отжига (из прутка, поковочной заготовки и листа), устойчивые к износу и высокой температуре.

Оборонное и специализированное машиностроение:

Двигатели военных самолетов: критически важные компоненты горячего сечения (из кованого материала и плит), требующие сверхвысокой термостойкости в боевых условиях.

Ракетные двигательные установки: Вкладыши камеры сгорания и компоненты выхлопных газов (из листов и поковочной заготовки), устойчивые к экстремальному нагреву от сгорания топлива.

Военно-морские системы: Компоненты морских газовых турбин (из пластин, труб и стержней), устойчивые к коррозии морской воды и высоким температурам.

Специализированные приложения по форме:

Проволока: Сварочный присадочный материал для соединения высокотемпературных компонентов, термическое напыление покрытий для защиты от износа и прецизионные нагревательные спирали.

Пластины/листы: вкладыши для сгорания, стенки печей и теплообменники для аэрокосмической промышленности, требующие больших плоских высокотемпературных поверхностей.

Труба/труба: Высокотемпературная транспортировка жидкостей (топливопроводы, трубки теплообменников) и защитные оболочки термопар в коррозионных средах.

Поковочный материал: сложные диски турбин, лопатки компрессоров и компоненты сверхпрочных промышленных печей, требующие нестандартных форм и высокой прочности.

Таким образом, сплав PE11 (Nimonic PE11 Wire), доступный в формах от прутков и проволоки до листового и ковочного материала, обеспечивает исключительную сверхвысокую термостойкость, сопротивление ползучести и устойчивость к окислению. Его разнообразные формы продукции позволяют создавать индивидуальные решения для аэрокосмической, энергетической, промышленной и оборонной отраслей, делая его критически важным материалом в приложениях, требующих надежной работы в экстремальных температурных условиях.

Упаковка Стандартная упаковка:

Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 1190 галлонов для жидкости на поддонах Специальная упаковка доступна по запросу.