NAMONIC 80A: un'analisi completa delle prestazioni di SuperAlloy a base di nichel

Shanghai Lion Metal Co., Ltd. Divisione leghe a base di nichel

1. Composizione chimica

ElementoComposizione (WT%)Ruolo in lega
Nichel (Ni)76-80Matrice di base, elemento di rafforzamento primario
Cromo (Cr)19-21Resistenza alla corrosione e all'ossidazione
Titanio (Ti)1.6-2.4Indurimento delle precipitazioni
Alluminio (Al)0.9-1.5Resistenza all'ossidazione, formazione intermetallica
Carbonio (C)≤0.1Controllato per la stabilità della microstruttura

2. Confronto delle proprietà meccaniche

ProprietàNimonic 80aInconel 718Hastelloy x
Resistenza alla trazione (MPa)800-10001240-1380650-750
Carico di snervamento (MPa)350-4501100-1250300-380
Allungamento (%)15-2510-1820-30
Temperatura operativa (° C)500-850650-800600-900

3. Caratteristiche delle prestazioni

Resistenza all'ossidazione ad alta temperatura

  • Ottima formazione di film di ossido
  • Mantiene forza fino a 750 ° C
  • Crescita e spallazione della scala minima

Meccanismi di rafforzamento microstrutturale

  1. Rafforzamento della soluzione solida (matrice Ni)
  2. Indurimento delle precipitazioni (Ni3ti)
  3. Rafforzamento della dispersione (carburi, intermetallici)

4. Campi di applicazione tipici

IndustriaApplicazioniRequisiti chiave
AerospazialeLame di turbina, camere di combustioneAlta resistenza, resistenza alla temperatura
Produzione di energiaComponenti della turbina a gas, scambiatori di caloreStabilità termica, resistenza alla corrosione
Elaborazione chimicaVasi di reazione, colonne di distillazionePrestazioni ambientali aggressive
Industria nucleareComponenti del reattore, apparecchiatura di trasferimento di caloreStabilità a lungo termine, resistenza alle radiazioni

5. Analisi comparativa per le prestazioni

Vantaggi per altre leghe a base di nichel

  • Forza ad alta temperatura superiore
  • Eccellente resistenza all'ossidazione
  • Buona resistenza al creep
  • Più economico di alcuni superlegonali esotici

Limitazioni

  • Resistenza alla corrosione inferiore rispetto ad alcuni voti di Hastelloy
  • Requisiti di elaborazione più complessi
  • Costo più elevato rispetto agli acciai inossidabili standard

6. Raccomandazioni di elaborazione

Fase di elaborazioneParametri consigliati
Temperatura di lavoro a caldo1100-1200 ° C.
Trattamento della soluzione1093-1204 ° C, tempra dell'acqua
Trattamento dell'invecchiamento718-760 ° C, 4-8 ore
SaldaturaRichiede procedure specializzate
Temperatura massima di uso continuo850 ° C.

7. Insights microstrutturali

Composizione di fase

  • Matrix γ (nichel)
  • γ "(Ni3ti) precipita
  • Carbidi ricchi di CR
  • Piccoli intermetallici contenenti Al

Meccanismo di rafforzamento

La combinazione di rafforzamento della soluzione solida, indurimento delle precipitazioni e distribuzione di carburo fine fornisce proprietà meccaniche eccezionali ad alta temperatura.

Conclusione

Nimonic 80A rappresenta una SuperAlloy a base di nichel avanzata con prestazioni eccezionali in applicazioni ad alta temperatura e ad alto stress. Il suo design microstrutturale unico fornisce una combinazione bilanciata di resistenza, resistenza all'ossidazione e stabilità termica.

Criteri di selezione consigliati

  • Applicazioni ad alta temperatura (500-850 ° C)
  • Ambienti corrosivi moderati
  • Carico meccanico con ciclo termico
  • Componenti aerospaziale e di turbomacchina industriale

Prospettive future

La ricerca continua nelle modifiche in lega e le tecniche di elaborazione migliorerà ulteriormente le prestazioni di nimoniche 80A e superloy a base di nichel simili.