NC6949 Nimonic C-263 Platte

Nimonic C-263-Platten Beschreibung

Nimonic C-263-Platten weisen ein γ-austenitisches Gefüge auf, das durch 25-30 Vol.-% γ'-Ausscheidungen (Ni₃[Al, Ti], 20-50 nm Durchmesser) nach Lösungsbehandlung (1150°C) und Alterung (800°C/8h) verstärkt wird. Die Korngrenzen sind mit diskontinuierlichen M₂₃C₆-Karbiden (<1 Vol.-%) besetzt, während intragranulare MC-Karbide (Ti/Mo-reich) für eine Dispersionshärtung sorgen. Die Legierung weist ein stark anisotropes mechanisches Verhalten auf:Die Streckgrenze in Walzrichtung(∥RD) erreicht 750-850 MPa (gegenüber 650-700 MPa in Querrichtung) aufgrund der 〈110〉-Textur.

Zu den thermomechanischen Eigenschaften gehören die richtungsabhängige Wärmeausdehnung(∥RDCTE: 14,2 μm/m-°C, ⊥RD: 14,9 μm/m-°C bei 20-800°C) und die Wärmeleitfähigkeit(∥RD: 12,1 W/m-K, ⊥RD: 10,8 W/m-K bei 500°C). Die Kriechbeständigkeit ergibt sich aus den γ'-Kohärenzspannungen, die eine Spannung von >100 MPa bei 800°C für 100 Stunden ohne tertiäres Kriechen aushalten. Die Oxidationskinetik folgt einer parabolischen Skalierung (kₚ=3×10-¹⁴ g²/cm⁴-s bei 900°C) über anhaftende Cr₂O₃-Schuppen, die mit TiO₂ dotiert sind.

Die Oberflächeneigenschaften weisen eine kontrollierte Rauheit (Ra ≤1,6 μm bei kaltgewalzten, ≤3,2 μm bei warmgewalzten Schichten) und Chromdepletionszonen <0,3 μm nach dem Beizen auf. Elektrochemisch weisen die passiven Schichten eine hohe Impedanz (>10⁶ Ω-cm²) in 3,5% NaCl bei 600°C auf, mit Lochfraßpotentialen >+800 mV_SCE. Die Phaseninstabilität beginnt bei 900°C: Die σ-Phasenbildung übersteigt nach 1.000 Stunden 0,3 Vol.-% und reduziert die Schlagzähigkeit um 35%. Die Ermüdungsfestigkeit bei 800 °C bleibt aufgrund der γ'-vermittelten Schlupfhomogenisierung bei >300 MPa (10⁷ Zyklen), während die Eigenspannungen beim Walzen durch Spannungsarmglühen auf unter 15 % Streckgrenze kontrolliert werden. Die Zersetzung wird durch γ'-Vergröberung (>100 nm) oberhalb von 850°C dominiert, was den Versetzungsanstieg beschleunigt.

Nimonic C-263-Platten Anwendungen

Nimonic C-263-Platten werden in extremen thermomechanischen Umgebungen eingesetzt, die eine synergetische Hochtemperaturfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit erfordern. Ihre Hauptanwendung ist die Verwendung in Verbrennungskammern und Nachbrennerauskleidungen in der Luft- und Raumfahrt, wo die γ'-Ausscheidungshärtung eine Kriechfestigkeit von >100 MPa bei 800°C aufrechterhält und gleichzeitig einer thermischen Ermüdung während schneller thermischer Zyklen widersteht. Das kontrollierte Al/Ti-Verhältnis der Legierung ermöglicht die schweißtechnische Herstellung ohne Dehnungsrissbildung, was für komplexe Gasturbinenbaugruppen mit heißem Querschnitt entscheidend ist.

In der Energieerzeugung bilden diese Bleche Übergangskanäle und Brennkammerdichtungen in landgestützten Turbinen (815-870 °C) und nutzen die Stabilität der Chromoxidzunderbildung (parabolische Geschwindigkeitskonstantekₚ=3×10-¹⁴ g²/cm⁴-s bei 900 °C), um dem Abbau durch Oxidation und Verkohlung zu widerstehen. Für fortschrittliche ultra-superkritische Anlagen (A-USC) bauen sie Kesselböden und Dampfleitungen, die bei 700-750°C und 35 MPa Druck betrieben werden, wobei die Kobalt-Mischkristallverfestigung auch nach 100.000 Stunden noch eine Streckgrenze von >450 MPa aufweist.

Zu den industriellen Anwendungen gehören katalytische Reaktorbehälter in der petrochemischen Verarbeitung (beständig gegen Sulfidierung bei 750 °C), Wärmetauscherplatten für geothermische Solesysteme (beständig gegen H₂S/CO₂-Korrosion bei 300 °C) und Containment-Auskleidungen in der Wiederaufbereitung von Kernbrennstoffen (immun gegen Salpetersäureoxidation unter Gammabestrahlung). Die kaltgewalzte Oberflächenbeschaffenheit der Platten (Ra ≤1,6 μm) gewährleistet die Dichtungsintegrität in druckbeaufschlagten Systemen, während die anisotrope Wärmeausdehnung (14,2 μm/m-°C ∥RDvs. 14,9 μm/m-°C ⊥RD) in geschweißten Layouts durch maßgeschneiderte Vorwärmprotokolle kompensiert wird.

Zu den sich abzeichnenden Anwendungen gehören Wärmeschutzsysteme für Hyperschallfahrzeuge (die eine aerodynamische Erwärmung von 900 °C aushalten) und die Abschirmung der ersten Wand eines Fusionsreaktors, wobei die Toleranz der Legierung gegenüber Strahlungsschäden (Neutronenfluss >50 dpa) genutzt wird. Die Leistung wurde unter thermischen Zyklen (600°C→ Raumtemperatur, >10⁴ Zyklen) mit <5% Verlust an Schlagzähigkeit aufgrund der γ'-Ausscheidungsstabilität validiert.

Nimonic C-263-Platten 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) Kurzer Ablauf des Herstellungsprozesses

2) 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 Prüfungen der Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung 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-Platten

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-Platten werden in einem integrierten thermomechanischen Prozess hergestellt, der mit dem Vakuum-Induktionsschmelzen (VIM) von hochreinem elektrolytischem Nickel, Chrompellets, Kobaltgranulat, Molybdänpulver und Aluminium-Titan-Vorlegierungen unter Argon-Atmosphäre beginnt, um präzise Zusammensetzungsziele zu erreichen (Ni-bal., Cr-20±0,5%, Co-20±0,5%, Mo-6±0,2%, Ti-2,2±0,1%, Al-0,4±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 Homogenisierung bei 1200°C für 12-24 Stunden löst die primären Karbide auf, woraufhin der Block bei 1150-1200°C mit einer Reduktion von mindestens 5:1 warmgeschmiedet wird, um das Gefüge im Gusszustand zu brechen. Das Warmwalzen erfolgt im γ-Austenit-Stabilitätsbereich (1100-1150°C), wobei die Dicke schrittweise von 300 mm auf 3-100 mm durch Umkehrwalzwerke reduziert wird, wobei kontrollierte Dehnungsraten (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 25 mm Dicke löst γ'-Ausscheidungen und M₂₃C₆-Karbide auf, gefolgt von einer schnellen Wasserabschreckung, um den übersättigten Mischkristall zu erhalten. Beim Kaltwalzen erfolgt eine Dickenreduzierung von 20-50 % über Tandemwalzwerke für Bleche ≤10 mm, wodurch eine starke 〈110〉∥Walzrichtungstextur und Versetzungsdichten >10¹⁴ m-²erzeugt werden . Eine Zwischenglühung bei 1150°C stellt die Verarbeitbarkeit nach einer 30-40%igen Reduzierung wieder her. Für die Endauslagerung wird ein zweistufiges Protokoll verwendet: Die erste Auslagerung bei 800±10°C für 8 Stunden führt zur Ausscheidung von feinem γ' (Ni₃[Al, Ti], 20-50 nm, 25-30 Vol.-%), gefolgt von einer zweiten Auslagerung bei 700±10°C für 16 Stunden, um die M₂₃C₆-Karbide an den Korngrenzen zu stabilisieren, ohne die γ'-Kohärenz zu beeinträchtigen. Die kritische Gefügekontrolle umfasst eine schnelle Abkühlung auf 750-950°C (<15 Minuten Verweilzeit) zur Unterdrückung der Bildung topologisch dicht gepackter Phasen (σ, μ) und isothermes Halten bei 850°C zur Auflösung der Laves-Phasen. Die Oberflächenbearbeitung umfasst das Schleifen mit Schleifband (Ra ≤1.6 μm für kaltgewalztes Material) oder Beizen in HNO₃/HF-Lösungen (warmgewalztes Material), während die zerstörungsfreie Validierung durch Ultraschallprüfung (innere Fehler >1,5 mm), Wirbelstromprüfung (Oberflächenfehler >100 μm) und metallografische Überprüfung der γ'-Verteilung mittels Rasterelektronenmikroskopie erfolgt. Die thermomechanische Leistungsqualifizierung umfasst Spannungsbruchprüfungen (>100 MPa bei 800°C/100h) und die Bewertung der V-Kerbschlagzähigkeit nach Charpy (>40 J bei 20°C).