Сплав ПЭ16, Нимоник ПЭ16 Фольга, Прокладка,

Сплав ПЭ16, Нимоник ПЭ16 Проволока,

Сплав ПЭ16 (Нимоник ПЭ16 Проволока) - Введение с составом, свойствами, применением и формами выпуска продукции

Сплав PE16, коммерчески известный как Nimonic PE16 и являющийся ключевым 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 работы в экстремальных температурных условиях, включая длительное воздействие повышенных температур, циклических нагрузок и суровых атмосфер, что делает его критически важным материалом в аэрокосмической, энергетической и промышленной отраслях, где компоненты должны выдерживать газы сгорания, термические циклы и тяжелые механические 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. Проволока Nimonic PE16, в частности, выделяется своими однородными свойствами при высоких температурах, 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 PE16 (Nimonic PE16 Wire) является основой его исключительных высокотемпературных характеристик и коррозионной стойкости. Типичный состав (по весу) следующий:

Никель (Ni): 72-75% (основной элемент матрицы, обеспечивающий устойчивость к высоким температурам, структурную целостность и способствующий образованию осадков, повышающих прочность)

Хром (Cr): 15-17% (образует плотный защитный слой оксида хрома, обеспечивающий превосходную стойкость к окислению и сульфидированию при сверхвысоких температурах)

Алюминий (Al): 1,5-1,9% (работает с титаном с образованием гамма-простых (γ') интерметаллидных осадков, основной вклад в высокотемпературную прочность сплава)

Титан (Ti): 2,5-2,9% (соединяется с алюминием с образованием гамма-прайм-осадков, значительно повышая сопротивление ползучести и прочность на разрыв при повышенных температурах)

Углерод (C): 0,04-0,08% (образует карбиды с хромом, укрепляя границы зерен и улучшая прочность на разрыв при ползучести)

Железо (Fe): ≤ 0,8% (сведено к минимуму для сохранения высокотемпературных свойств и стойкости к окислению)

Кремний (Si): ≤ 0,4% (способствует раскислению во время производства и поддерживает образование стабильного оксидного слоя для повышения стойкости к окислению)

Марганец (Mn): ≤ 0,4% (улучшает способность к горячей обработке, позволяя изготавливать различные формы продукции, такие как проволока и фольга)

Бор (В): 0,002-0,008% (укрепляет границы зерен, уменьшая разрыв ползучести и улучшая пластичность при высоких температурах)

Цирконий (Zr): 0,04-0,12% (стабилизирует карбиды и улучшает микроструктуру сплава, еще больше повышая сопротивление ползучести и термическую усталость)

Фосфор (P): ≤ 0,015% (строго ограничено для предотвращения охрупчивания границ зерен при высоких нагрузках)

Сера (S): ≤ 0,008% (сведена к минимуму для обеспечения хорошей пластичности и устойчивости к коррозионному растрескиванию под напряжением)

Эта специально разработанная смесь, ориентированная на никель, хром и преципитатобразующие элементы, обеспечивает характерную для сплава PE16 сверхвысокую термостойкость, сопротивление ползучести и устойчивость к окислению, что имеет решающее значение для сложных термических применений.

Основные свойства

Сплав PE16 (Nimonic PE16 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: 1050-1200 МПа (152,300-174,000 фунтов на квадратный дюйм) при комнатной температуре; сохраняет ~420 МПа (60 900 фунтов на кв. дюйм) при 850 °C (1562 °F)

Предел текучести (смещение 0,2%): 700-800 МПа (101 500-116 000 фунтов на квадратный дюйм) при комнатной температуре; сохраняет ~350 МПа (50 800 фунтов на кв. дюйм) при 850 °C (1562 °F)

Относительное удлинение (в 50 мм): 18-28% при комнатной температуре; 12–20% при 850 °C (1562 °F) (отличная пластичность для формования сложных компонентов, таких как лопатки турбин и уплотнения)

Уменьшение площади: 30-40% (превосходная ударная вязкость, устойчивость к разрушению при высокотемпературных циклических нагрузках)

Твердость: 33-38 HRC (твердость по Роквеллу) при комнатной температуре; поддерживает ~23 HRC при 850°C (1562°F)

Свойства при высоких температурах:

Постоянная рабочая температура: до 920 °C (1688 °F) (лучший показатель для упрочненных осадочными слоями никелевых сплавов, с длительной стабильностью на воздухе)

Сопротивление ползучести: исключительная стойкость к деформации ползучести — 1000-часовая прочность на разрыв при ползучести ~200 МПа (29 000 фунтов на квадратный дюйм) при 850 °C (1562 °F) и ~90 МПа (13 050 фунтов на квадратный дюйм) при 920 °C (1688 °F)

Термическая усталостная прочность: выдерживает многократные термоциклические циклы (например, от 150 °C до 880 °C) без растрескивания, что критически важно для таких компонентов, как вкладыши сгорания газовых турбин и выхлопные газы

Стойкость к окислению: превосходная стойкость к окислению и образованию накипи на воздухе при температурах до 1020 °C (1868 °F) с минимальным набором веса даже после 5000 часов при 920 °C (1688 °F)

Коррозионная стойкость:

Общая коррозия: отличная стойкость к высокотемпературным газам сгорания, промышленным химикатам и пару

Стойкость к сульфидированию: Устойчив к сульфидации в серосодержащих средах (например, на угольных электростанциях) при температуре до 820 °C (1508 °F)

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

Стойкость к науглероживанию: Поддерживает целостность в мягкой атмосфере науглероживания (например, в промышленных печах) за счет ограничения поглощения углерода и предотвращения чрезмерного образования карбида

Физические свойства:

Плотность: 8,0–8,2 г/см³ (0,289–0,296 фунта/дюйм³)

Теплопроводность: 10,5-12,5 Вт/(м·К) при 20°C (68°F); увеличивается до 21-24 Вт/(м·К) при 900°C (1652°F) (эффективное рассеивание тепла при высоких температурах, снижение термического напряжения)

Коэффициент теплового расширения: 12,5-14,5 мкм/(м·К) (20-900°C) (контролируемое расширение для минимизации термического напряжения в собранных компонентах, таких как корпуса турбин)

Модуль упругости: 200-210 ГПа (29 000-30 500 фунтов на квадратный дюйм) при комнатной температуре; снижается до ~135 ГПа (19 600 фунтов на квадратный дюйм) при 900°C (1652°F)

Температура плавления: 1350-1400 °C (2462-2552 °F)

Формы продукции

Сплав PE16 (Nimonic PE16 Wire) изготавливается в различных формах для специализированных сверхвысокотемпературных и коррозионностойких применений:

Пруток: Доступен в виде круглого прутка (диаметр от 8 мм до 180 мм) и плоского прутка (толщина от 4 мм до 90 мм, ширина от 15 мм до 450 мм), идеально подходит для обработки компонентов турбин, штоков клапанов и высокотемпературных крепежных деталей.

Лента: тонкие плоские полосы (толщина от 0,08 мм до 0,9 мм, ширина от 4 мм до 90 мм), используемые в термическом напылении, электрических нагревательных элементах и гибких уплотнениях для высокотемпературных печей.

Проволока: Проволока Nimonic PE16 (диаметр от 0,4 мм до 5 мм) обладает однородными высокотемпературными свойствами, подходит для сварки (TIG/MIG), термического напыления и прецизионного нагрева змеевиков в промышленных печах.

Стержни: Цельные цилиндрические стержни (диаметром от 2 мм до 45 мм), используемые для дуговой сварки вольфрамовым газом (GTAW) присадочного металла и изготовления небольших высокотемпературных компонентов (например, опор датчиков, штифтов клапанов).

Трубы и трубы: полые формы (внешний диаметр от 5 мм до 90 мм, толщина стенки от 0,4 мм до 9 мм) для транспортировки высокотемпературных жидкостей (например, топливопроводы печей, теплообменники на электростанциях).

Фольга: Ультратонкие листы (толщина от 0,015 мм до 0,09 мм), используемые в высокотемпературных прокладках, теплозащитных экранах для электроники и тонкопленочных термобарьерах.

Пластины и листы: плоские формы (пластина: толщина от 2 мм до 45 мм; лист: от 0,25 мм до 2 мм) для изготовления вкладышей для сгорания, стенок печей и теплообменников для аэрокосмической промышленности.

Полоса: узкие плоские полосы (толщина от 0,08 мм до 1,8 мм, ширина от 2 мм до 45 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 сверхвысокотемпературная прочность, сопротивление ползучести и устойчивость к окислению сплава PE16 (Nimonic PE16 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 сгорания и компоненты дожигательной камеры (из листа, поковочной заготовки и листа) выдерживают температуру до 920 °C (1688 °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: футеровки камеры сгорания и компоненты рекуперации тепла (из листов и плит) выдерживают воздействие коррозионных дымовых газов и температуру выше 820 °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 1020 °C (1868 °F).

Химическая обработка: футеровки реакторов, опорные решетки катализаторов и теплообменники (из пластин, труб и стержней), устойчивые к воздействию агрессивных химических веществ (например, 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 PE16 (Nimonic PE16 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 1215 галлонов для жидкости на поддонах Специальная упаковка доступна по запросу.