Barre di Nimonic C-263 Descrizione
Le barre di Nimonic C-263 presentano una matrice di γ-austenite indurita da precipitati ordinati γ' (Ni₃[Al, Ti]) che comprendono il 25-30 vol%, con dimensioni medie di 20-50 nm dopo trattamento in soluzione (1150°C) e invecchiamento (800°C/8h). I carburi M₂₃C₆ ricchi di cromo decorano i confini dei grani (<1 vol%), mentre i carburi MC ricchi di Mo/Ti (<0,5 vol%) rafforzano la dispersione. L'eccezionale resistenza al creep della lega (100 MPa di rottura a 800°C per 100 ore) deriva dai ceppi di coerenza γ' che inibiscono la risalita delle dislocazioni, insieme al rafforzamento in soluzione solida del cobalto/molibdeno.
Termicamente, mantiene la stabilità di fase fino a 900°C con una formazione minima di fase σ (<0,3 vol% dopo 1000h), attribuibile al rapporto controllato alluminio/titanio (Al/Ti ≈ 0,7). Il coefficiente di espansione termica è di 14,8 μm/m-°C (20-800°C), mentre la conducibilità termica passa da 11,5 W/m-K (20°C) a 26,3 W/m-K (800°C). Dal punto di vista meccanico, le barre trattate con soluzione raggiungono 950-1100 MPa UTS, 650-750 MPa di resistenza allo snervamento e 25-30% di allungamento, mantenendo l'85% di resistenza allo snervamento a 800°C.
Laresistenza all'ossidazione deriva dalla formazione continua di scaglie di Cr₂O₃ (costante di velocità parabolicakₚ=3×10-¹⁴ g²/cm⁴-s a 900°C), con il drogaggio del titanio che aumenta l'adesione delle scaglie. Il comportamento elettrochimico mostra una bassa dissoluzione anodica (<10-⁷ A/cm² in NaCl al 3,5% a 600°C) grazie alla passività stabilizzata dal Mo. La resistenza alla fatica a 800°C supera i 300 MPa (10⁷ cicli, R=-1), supportata dall'omogeneizzazione dello scorrimento mediata da γ. Unica tra le superleghe indurite per precipitazione, evita le cricche da deformazione durante la saldatura grazie al solvus γ' controllato (1020°C) e alla bassa deformazione da disadattamento (δ=0,2%).
Applicazioni delle barre di Nimonic C-263
Il Nimonic C-263 è utilizzato in ambienti termomeccanici estremi che richiedono una forza sinergica ad alta temperatura, resistenza alla corrosione e fabbricabilità. La sua applicazione principale è nei combustori delle turbine a gas aerospaziali e nei rivestimenti dei postcombustori, dove l'indurimento γ'-precipitato (Ni₃[Al, Ti]) fornisce una resistenza allo scorrimento >100 MPa a 800°C e resiste alla fatica termica durante i ripetuti cicli termici. Il rapporto Al/Ti controllato della lega consente la costruzione saldata di componenti complessi a sezione calda senza cricche da strain-age, un vantaggio critico rispetto alle superleghe tradizionali.
Nella generazione di energia, costruisce condotti di transizione e guarnizioni nelle turbine a gas terrestri (servizio a 815-870°C), sfruttando la stabilità delle scaglie di ossido di cromo (kₚ=3×10-¹⁴ g²/cm⁴-s a 900°C) per resistere alla degradazione da ossidazione-carburazione. Per gli impianti a carbone ultra-supercritico, forma tubi di caldaia e testate di vapore che operano a 700-750°C/35 MPa, dove il rafforzamento del cobalto in soluzione solida mantiene una resistenza allo snervamento >450 MPa dopo 100.000 ore.
Le applicazioni petrolchimiche comprendono recipienti di reattori che trattano acidi solforici/fosforici a ≤200°C, dove il molibdeno (5,6-6,1%) aumenta la resistenza alla vaiolatura in presenza di contaminanti clorurati. Il settore nucleare la utilizza per i tubi di ritrattamento del combustibile in soluzioni di acido nitrico/nitrato, sfruttando la stabilità passiva del film sotto l'irradiazione gamma. Le implementazioni industriali comprendono elementi di fissaggio ad alta resistenza per i sistemi geotermici (che resistono alle salamoie di H₂S/CO₂), rulli di sbiancamento della carta e della cellulosa che resistono alla corrosione dei solfuri e giranti di compressori centrifughi per l'iniezione di gas acidi.
La lega ricopre ruoli di nicchia negli scarichi delle turbine marine (immunità alla vaiolatura da acqua salata) e nelle unità di rigenerazione dei catalizzatori (ossidazione ciclica a 750°C). Le sue proprietà bilanciate, che mantengono l'85% di resistenza a temperatura ambiente a 800°C e consentono una lavorazione convenzionale, giustificano la scelta nonostante il costo superiore quando le conseguenze di un guasto sono catastrofiche.
Imballaggio delle barre di Nimonic C-263
I nostri prodotti sono confezionati in cartoni personalizzati di varie dimensioni in base alle dimensioni del materiale. I piccoli articoli sono imballati in modo sicuro in scatole di PP, mentre gli articoli più grandi sono collocati in casse di legno personalizzate. Garantiamo il rispetto rigoroso della personalizzazione dell'imballaggio e l'uso di materiali di imbottitura appropriati per fornire una protezione ottimale durante il trasporto.
Imballaggio: Cartone, cassa di legno o personalizzato.
Si prega di esaminare i dettagli dell'imballaggio forniti come riferimento.
Processo di produzione
1.Metodo di test
(1)Analisi della composizione chimica - verificata con tecniche quali GDMS o XRF per garantire la conformità ai requisiti di purezza.
(2)Test delle proprietà meccaniche - Include test di resistenza alla trazione, allo snervamento e all'allungamento per valutare le prestazioni del materiale.
(3)Ispezione dimensionale - Misura lo spessore, la larghezza e la lunghezza per garantire la conformità alle tolleranze specificate.
(4)Ispezione della qualità della superficie - Verifica la presenza di difetti quali graffi, crepe o inclusioni mediante esame visivo e a ultrasuoni.
(5)Prova di durezza - Determina la durezza del materiale per confermare l'uniformità e l'affidabilità meccanica.
Per informazioni dettagliate,consultare le procedure di provaSAM .
Domande frequenti sulle barre di Nimonic C-263
Q1. Qual è la temperatura massima di servizio continuo che evita un significativo inasprimento γ'?
I precipitati γ' mantengono dimensioni ottimali inferiori a 50 nm al di sotto degli 850°C; un'esposizione prolungata al di sopra di questa temperatura accelera il coarso (>100 nm dopo 1.000 ore), riducendo la resistenza allo scorrimento del 25-30%. Per il servizio a >850°C, limitare la durata a <500 ore.
Q2. Come influiscono i cicli termici di saldatura sulla microstruttura invecchiata?
Temperature in ZTA superiori a 1.020°C (γ' solvus) dissolvono i precipitati. Al raffreddamento, la riprecipitazione induce cricche da deformazione, a meno che non si verifichino:
Temperatura di interpass <100°C
L'invecchiamento post-saldatura a 800°C/8h ripristina il 95% della resistenza della ZTA.
Q3. Esistono parametri di lavorazione specifici per evitare l'indurimento da lavoro?
Sì:
Tornitura: Utensili in metallo duro, velocità 25-35 m/min, avanzamento ≥0,15 mm/giro.
Foratura: Angolo di punta di 70°, foratura a becco d'asino ogni 2× di diametro.
Il refrigerante deve essere privo di zolfo per evitare l'innesco della corrosione da stress.
Informazioni correlate
1.Metodi comuni di preparazione
Le barre di Nimonic C-263 sono prodotte attraverso una sequenza di processi termomeccanici e termici a più stadi, iniziata con la fusione a induzione sotto vuoto (VIM) di materie prime di elevata purezza - nichel elettrolitico, pellet di cromo, granuli di cobalto, polvere di molibdeno e leghe master di alluminio/titanio - in atmosfera di argon per ottenere un preciso controllo della composizione (Ni-bal., Cr-20±0,5%, Co-20±0,5%, Mo-6±0,2%, Al-0,4±0,1%, Ti-2,2±0,1%). La lega fusa viene sottoposta a raffinazione secondaria tramite rifusione a scoria elettrolitica (ESR) o ad arco sotto vuoto (VAR) per ridurre gli elementi interstiziali (O≤30 ppm, N≤80 ppm) ed eliminare la macro-segregazione. I lingotti risultanti (Ø300-600 mm) vengono omogeneizzati a 1200°C per 12-24 ore per dissolvere i carburi primari, seguiti da una forgiatura a caldo nell'intervallo di stabilità γ-austenite (1150-1200°C) con un rapporto di riduzione minimo di 5:1 per affinare la struttura as-cast. La laminazione a caldo a 1100-1150°C riduce progressivamente la sezione trasversale a billette intermedie (Ø50-150 mm), impiegando tassi di deformazione controllati (0,05-0,5 s-¹) per prevenire la fessurazione dei bordi da zone di segregazione alluminio/titanio.
Il trattamento in soluzione a 1150±10°C per 2-4 ore per 100 mm di diametro dissolve i precipitati γ' (Ni₃[Al, Ti]) e i carburi M₂₃C₆, seguito da un rapido spegnimento in acqua per mantenere la soluzione solida supersatura. La lavorazione a freddo (trafilatura/swaging) applica una riduzione della sezione trasversale del 20-40% per ottenere dimensioni quasi nette, con una ricottura intermedia in soluzione dopo ogni riduzione del 30% per attenuare l'indurimento da lavoro. Segue un invecchiamento critico in due fasi: l'invecchiamento primario a 800±10°C per 8 ore fa precipitare γ' fini (20-50 nm di diametro, 25-30 vol%), quindi l'invecchiamento secondario a 700±10°C per 16 ore per stabilizzare i carburi M₂₃C₆ ai confini del grano senza compromettere la coerenza dei γ'.
Il controllo microstrutturale mantiene la dimensione dei grani ASTM 5-8 (15-40 μm) e previene la formazione di fasi TCP (σ, μ) limitando l'esposizione a 750-950°C a <15 minuti durante i cicli di raffreddamento. La lavorazione finale impiega utensili in ceramica o in metallo duro con refrigeranti privi di zolfo per raggiungere le tolleranze dimensionali (ISO h9), mentre l'integrità della superficie viene migliorata mediante lucidatura elettrochimica a Ra ≤0,8 μm. La convalida non distruttiva comprende test a ultrasuoni (difetti interni >0,5 mm), ispezione a correnti parassite (difetti superficiali >50 μm) e verifica metallografica della distribuzione dei γ' (TEM/SEM). Le prestazioni termomeccaniche sono qualificate mediante prove di rottura sotto sforzo (>100 MPa a 800°C/100h) e valutazione dell'impatto Charpy V-notch (>40 J a 20°C).
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