NC6948 Nimonic C-263 Stab

Nimonic C-263 Stäbe Beschreibung

Nimonic C-263-Stäbe weisen eine γ-Austenit-Matrix auf, die durch geordnete γ'-Ausscheidungen (Ni₃[Al, Ti]) gehärtet ist, die 25-30 Vol.-% ausmachen und nach Lösungsbehandlung (1150°C) und Alterung (800°C/8h) eine durchschnittliche Größe von 20-50 nm aufweisen. Chromreiche M₂₃C₆-Karbide zieren die Korngrenzen (<1 Vol.-%), während Mo/Ti-reiche MC-Karbide (<0,5 Vol.-%) für die Dispersionsverstärkung sorgen. Die außergewöhnliche Kriechbeständigkeit der Legierung (100 MPa Spannungsbruch bei 800°C für 100 Stunden) ergibt sich aus γ'-Kohärenzspannungen, die das Aufsteigen von Versetzungen verhindern, in Verbindung mit der Festlösungsverstärkung durch Kobalt/Molybdän.

Thermisch bleibt die Phasenstabilität bis zu 900°C mit minimaler σ-Phasenbildung (<0,3 Vol.-% nach 1000h) erhalten, was auf das kontrollierte Aluminium/Titan-Verhältnis (Al/Ti ≈ 0,7) zurückzuführen ist. Der Wärmeausdehnungskoeffizient beträgt 14,8 μm/m-°C (20-800°C), während die Wärmeleitfähigkeit von 11,5 W/m-K (20°C) auf 26,3 W/m-K (800°C) ansteigt. Mechanisch erreichen lösungsbehandelte Stäbe 950-1100 MPa UTS, 650-750 MPa Streckgrenze und 25-30% Dehnung, wobei 85% Streckgrenze bei 800°C erhalten bleiben.

Die Oxidationsbeständigkeit ergibt sich aus der kontinuierlichen Bildung von Cr₂O₃-Zunder (parabolische Geschwindigkeitskonstantekₚ=3×10-¹⁴ g²/cm⁴-s bei 900°C), wobei die Titandotierung die Zunderhaftung erhöht. Das elektrochemische Verhalten zeigt eine geringe anodische Auflösung (<10-⁷ A/cm² in 3,5% NaCl bei 600°C) aufgrund der Mo-stabilisierten Passivität. Die Ermüdungsfestigkeit bei 800°C übersteigt 300 MPa (10⁷ Zyklen, R=-1), unterstützt durch γ'-vermittelte Schlupfhomogenisierung. Einzigartig unter den ausscheidungsgehärteten Superlegierungen ist die Vermeidung von Dehnungsrissbildung beim Schweißen aufgrund des kontrollierten γ'-Solvus (1020°C) und der geringen Fehlpassungsdehnung (δ=0,2%).

Nimonic C-263 Stangen Anwendungen

Nimonic C-263 wird in extremen thermomechanischen Umgebungen eingesetzt, die eine synergetische Hochtemperaturfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit erfordern. Seine Hauptanwendung sind Gasturbinenbrennkammern und Nachbrennerauskleidungen in der Luft- und Raumfahrt, wo die γ'-Ausscheidungshärtung (Ni₃[Al, Ti]) eine Kriechfestigkeit von >100 MPa bei 800 °C bietet und gleichzeitig einer thermischen Ermüdung während wiederholter Wärmezyklen widersteht. Das kontrollierte Al/Ti-Verhältnis der Legierung ermöglicht den geschweißten Bau komplexer Bauteile mit warmem Querschnitt ohne Rissbildung durch Spannungsalterung - ein entscheidender Vorteil gegenüber herkömmlichen Superlegierungen.

In der Energieerzeugung werden damit Übergangskanäle und Dichtungen in landgestützten Gasturbinen (815-870 °C) hergestellt, wobei die Stabilität von Chromoxidzunder (kₚ=3×10-¹⁴ g²/cm⁴-s bei 900 °C)genutzt wird, um dem Abbau durch Oxidation und Verkohlung zu widerstehen. In ultra-superkritischen Kohlekraftwerken werden damit Kesselrohre und Dampfsammler hergestellt, die bei 700-750°C/35 MPa betrieben werden, wobei die Festigkeitssteigerung durch Kobalt in fester Lösung eine Streckgrenze von >450 MPa nach 100.000 Stunden aufrechterhält.

Zu den Anwendungen in der Petrochemie gehören Reaktorbehälter, die mit Schwefel-/Phosphorsäure bei ≤200°C arbeiten, wobei Molybdän (5,6-6,1 %) die Lochfraßbeständigkeit bei Chloridverunreinigungen erhöht. Im Nuklearsektor wird es für Rohre zur Wiederaufbereitung von Brennelementen in Salpetersäure-/Nitratlösungen verwendet, wobei die Passivschichtstabilität unter Gammastrahlung ausgenutzt wird. Industrielle Anwendungen reichen von hochfesten Verbindungselementen für geothermische Systeme (beständig gegen H₂S/CO₂-Sole) über Papier-/Zellstoffbleichwalzen, die Sulfidkorrosion widerstehen, bis hin zu Laufrädern von Zentrifugalkompressoren für die Einspritzung von Sauergas.

Die Legierung überbrückt Nischenfunktionen in Abgasen von Schiffsturbinen (Beständigkeit gegen Salzwasser-Lochfraß) und Katalysator-Regenerationsanlagen (zyklische Oxidation bei 750°C). Ihre ausgewogenen Eigenschaften - sie behält 85 % ihrer Festigkeit bei Raumtemperatur bei 800 °C und lässt sich gleichzeitig konventionell bearbeiten - rechtfertigen die Auswahl trotz der hohen Kosten, wenn die Folgen eines Versagens katastrophal sind.

Nimonic C-263 Stäbe Verpackung

Unsere Produkte werden in kundenspezifischen Kartons verschiedener Größen verpackt, die auf den Materialabmessungen basieren. Kleine Artikel werden sicher in PP-Kartons verpackt, während größere Artikel in maßgefertigte Holzkisten gelegt werden. Wir sorgen für eine strikte Einhaltung der Verpackungsanpassung und die Verwendung geeigneter Polstermaterialien, um einen optimalen Schutz während des Transports zu gewährleisten.

Verpackung: Karton, Holzkiste, oder kundenspezifisch.

Bitte sehen Sie sich die Verpackungsdetails zu Ihrer Information an.

Herstellungsprozess

1)Prüfverfahren

(1)Analyse der chemischen Zusammensetzung - Verifiziert mit Techniken wie GDMS oder XRF, um die Einhaltung der Reinheitsanforderungen zu gewährleisten.

(2)Prüfung der mechanischen Eigenschaften - Umfasst Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnungstests zur Bewertung der Materialleistung.

(3)Maßprüfung - Misst Dicke, Breite und Länge, um die Einhaltung der vorgegebenen Toleranzen zu gewährleisten.

(4)Prüfung der Oberflächenqualität - Überprüfung auf Defekte wie Kratzer, Risse oder Einschlüsse durch Sicht- und Ultraschallprüfung.

(5)Härteprüfung - Bestimmung der Materialhärte zur Bestätigung der Gleichmäßigkeit und mechanischen Zuverlässigkeit.

Detaillierte Informationen entnehmenSie bitte den SAM-Prüfverfahren.

FAQs zu Nimonic C-263-Stäben

Q1. Bei welcher maximalen Dauergebrauchstemperatur wird eine signifikante γ'-Vergröberung vermieden?

γ'-Ausscheidungen behalten unterhalb von 850 °C eine optimale Größe von unter 50 nm bei; eine längere Einwirkung oberhalb dieser Temperatur beschleunigt die Vergröberung (>100 nm nach 1.000 Stunden) und verringert die Kriechfestigkeit um 25-30 %. Für den Einsatz bei >850°C sollte die Dauer auf <500 Stunden begrenzt werden.

Q2. Wie wirken sich thermische Schweißzyklen auf das gealterte Mikrogefüge aus?

HAZ-Temperaturen von mehr als 1.020°C (γ' solvus) lösen Ausscheidungen auf. Beim Abkühlen führt die Wiederausscheidung zu Rissbildung durch Spannungsrissbildung, es sei denn:

Zwischenlagentemperatur <100°C

Alterung nach dem Schweißen bei 800°C/8h stellt 95% der HAZ-Festigkeit wieder her.

Q3. Gibt es bestimmte Bearbeitungsparameter, um Kaltverfestigung zu vermeiden?

Ja:

Drehen: Hartmetallwerkzeuge, 25-35 m/min Geschwindigkeit, Vorschub ≥0,15 mm/Umdrehung

Bohren: 70° Spitzenwinkel, Tieflochbohren alle 2× Durchmesser

Das Kühlmittel muss schwefelfrei sein, um die Entstehung von Spannungskorrosion zu verhindern.

Verwandte Informationen

1.übliche Vorbereitungsmethoden

Nimonic C-263-Stäbe werden durch eine mehrstufige thermomechanische und thermische Verarbeitungssequenz hergestellt, die mit dem Vakuum-Induktionsschmelzen (VIM) von hochreinen Rohstoffen - elektrolytisches Nickel, Chrompellets, Kobaltgranulat, Molybdänpulver und Vorlegierungen aus Aluminium/Titan - unter Argonatmosphäre beginnt, um eine genaue Kontrolle der Zusammensetzung zu erreichen (Ni-bal., Cr-20±0,5%, Co-20±0,5%, Mo-6±0,2%, Al-0,4±0,1%, Ti-2,2±0,1%). Die geschmolzene Legierung wird durch Elektroschlacke-Umschmelzen (ESR) oder Vakuum-Lichtbogen-Umschmelzen (VAR) sekundär raffiniert, um interstitielle Elemente (O≤30 ppm, N≤80 ppm) zu reduzieren und Makroseigerungen zu beseitigen. Die so entstandenen Blöcke (Ø300-600 mm) werden 12-24 Stunden lang bei 1200°C homogenisiert, um die Primärkarbide aufzulösen, und anschließend im γ-Austenit-Stabilitätsbereich (1150-1200°C) mit einem Reduktionsverhältnis von mindestens 5:1 warmgeschmiedet, um die Struktur im Gusszustand zu verfeinern. Durch Warmwalzen bei 1100-1150°C wird der Querschnitt schrittweise auf mittlere Knüppel (Ø50-150 mm) reduziert, wobei kontrollierte Dehnungsgeschwindigkeiten (0,05-0,5 s-¹) verwendet werden, um Kantenrisse durch Aluminium/Titan-Segregationszonen zu verhindern.

Eine Lösungsbehandlung bei 1150±10°C für 2-4 Stunden pro 100 mm Durchmesser löst γ'-Ausscheidungen (Ni₃[Al, Ti]) und M₂₃C₆-Karbide auf, gefolgt von einer schnellen Wasserabschreckung, um den übersättigten Mischkristall zu erhalten. Bei der Kaltumformung (Ziehen/Schwenken) wird der Querschnitt um 20 bis 40 % verringert, um annähernd Nettoabmessungen zu erreichen, wobei nach jeder Verringerung um 30 % eine Zwischenglühung erfolgt, um die Kaltverfestigung abzumildern. Es folgt eine kritische zweistufige Alterung: Die primäre Alterung bei 800±10°C für 8 Stunden führt zur Ausscheidung von feinem γ' (20-50 nm Durchmesser, 25-30 Vol.-%), dann folgt eine sekundäre Alterung bei 700±10°C für 16 Stunden, um M₂₃C₆-Korngrenzkarbide zu stabilisieren, ohne die γ'-Kohärenz zu beeinträchtigen. Die mikrostrukturelle Kontrolle hält die Korngröße ASTM 5-8 (15-40 μm) aufrecht und verhindert die Bildung von TCP-Phasen (σ, μ) durch Begrenzung der 750-950°C-Exposition auf <15 Minuten während der Kühlzyklen. Bei der Endbearbeitung werden Keramik- oder Karbidwerkzeuge mit schwefelfreien Kühlmitteln eingesetzt, um Maßtoleranzen (ISO h9) zu erreichen, während die Oberflächenintegrität durch elektrochemisches Polieren auf Ra ≤0,8 μm verbessert wird. Die zerstörungsfreie Validierung umfasst Ultraschallprüfungen (innere Fehler >0,5 mm), Wirbelstromprüfungen (Oberflächenfehler >50 μm) und die metallografische Überprüfung der γ'-Verteilung (TEM/SEM). Die thermomechanische Leistung wird durch Spannungsbruchprüfung (>100 MPa bei 800°C/100h) und Charpy-Kerbschlagprüfung (>40 J bei 20°C) geprüft.