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Hastelloy X bar, bezeichnet als UNS N06002, Werkstoffnummer W.Nr. 2.4665, und allgemein als Alloy X bezeichnet, ist ein Nickel-Chrom-Eisen-Molybdän-Sup...
Hastelloy X-Stabmaterial, bezeichnet als UNS N06002, Werkstoffnummer W.Nr. 2.4665 und allgemein als Alloy X bezeichnet, ist eine Nickel-Chrom-Eisen-Molybdän-Superlegierung, die speziell für hervorragende Hochtemperaturfestigkeit und außergewöhnliche Oxidationsbeständigkeit in extremen thermischen Umgebungen entwickelt wurde. Dieses Stangenmaterial ist ein erstklassiges Material für die Bearbeitung und das Schmieden kritischer Komponenten in Gasturbinentriebwerken, Industrieofenanlagen und Luft- und Raumfahrtanwendungen, bei denen Temperaturen von 800°C bis 1200°C (1470°F bis 2190°F) an der Tagesordnung sind.
Hastelloy X ist eine mischkristallverfestigte Knetlegierung auf Nickelbasis, die hohe Festigkeit mit guter Verarbeitbarkeit verbindet. Im Gegensatz zu vielen ausscheidungsgehärteten Superlegierungen erhält sie ihre Eigenschaften durch eine Kombination aus Molybdän- und Wolfram-Mischkristallverfestigung und Oxidationsbeständigkeit auf Chrombasis. Ein wesentliches Merkmal ist die Fähigkeit, die Duktilität beizubehalten und der Versprödung nach langfristiger Hochtemperatureinwirkung zu widerstehen. Das Stangenmaterial ist unverzichtbar für die Herstellung von Turbinenschaufeln, Brennkammern, Nachbrennerteilen und Beschlägen für Industrieöfen.
Die Hochtemperaturleistung von Hastelloy X-Stangen ergibt sich aus ihrer präzisen und ausgewogenen chemischen Zusammensetzung. Das von Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd. gelieferte Stangenmaterial entspricht den strengen Spezifikationen der Luft- und Raumfahrt und der Industrie, um die Zuverlässigkeit im anspruchsvollen Einsatz zu gewährleisten.
| Element | Prozent (%) – Typischer Bereich | Hauptfunktion in der Legierung |
|---|---|---|
| Nickel (Ni) | Gleichgewicht (≥ 47,0) | Bildet die austenitische Matrix und sorgt für Hochtemperaturstabilität und Beständigkeit gegen Oxidation und Aufkohlung. |
| Chrom (Cr) | 20.5 – 23.0 | Verleiht eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Oxidation und Heißkorrosion durch Bildung einer schützenden Cr2O3-Schicht. |
| Eisen (Fe) | 17.0 - 20.0 | Wichtiges Legierungselement, das zur Festigkeit der festen Lösung beiträgt und hilft, die Kosten zu kontrollieren. |
| Molybdän (Mo) | 8.0 - 10.0 | Primäres Mischkristallverfestigungsmittel; erhöht die Hochtemperaturfestigkeit und die Kriechfestigkeit erheblich. |
| Kobalt (Co) | 0.5 – 2.5 | Trägt zur Festigkeitssteigerung in Mischkristallen und zur Gefügestabilität bei hohen Temperaturen bei. |
| Wolfram (W) | 0.2 – 1.0 | Trägt zur Festigkeitssteigerung der festen Lösung bei und erhöht die Beständigkeit gegen reduzierende Säuren. |
| Kohlenstoff (C) | 0.05 - 0.15 | Kontrollierte Zugabe zur Erzielung von Hochtemperaturfestigkeit durch Karbidbildung. |
| Mangan (Mn) | 1,0 max | Restelement, Desoxidationsmittel. |
| Silizium (Si) | 1,0 max | Erhöht die Oxidationsbeständigkeit und wirkt als Desoxidationsmittel. |
| Aluminium (Al) | 0,50 max | Restliches Element. |
| Titan (Ti) | 0,15 max | Restliches Element. |
| Bor (B) | 0,010 max | Spurenzusatz zur Verstärkung der Korngrenzen und zur Verbesserung der Warmumformbarkeit. |
| Kupfer (Cu) | 0,50 max | Restliches Element. |
Hastelloy X-Stäbe weisen eine bemerkenswerte Festigkeit bei erhöhten Temperaturen auf, insbesondere im Hinblick auf die Spannungsbruch- und Kriechfestigkeit. Er wird normalerweise im lösungsgeglühten Zustand geliefert.
| Mechanische Eigenschaften | Typischer Wert bei Raumtemperatur (geglüht) | Typischer Wert bei 870°C (1600°F) | Einschlägige Norm (z. B. ASTM B435) |
|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | 760 – 895 MPa (110 – 130 ksi) | ≈ 165 MPa (24 ksi) | ASTM B435 |
| Streckgrenze (0,2% Offset) | 345 – 485 MPa (50 – 70 ksi) | ≈ 115 MPa (17 ksi) | ASTM B435 |
| Dehnung in 2 Zoll (50mm) | ≥ 35% | ≥ 40% | ASTM B435 |
| Härte (Rockwell B) | 85 – 100 HRB | K.A. | – |
| Spannungs-Bruchfestigkeit (100h) | K.A. | ≈ 110 MPa (16 ksi) bei 870°C | – |
Die physikalischen Eigenschaften von Hastelloy X-Stäben sind für die thermische Auslegung von Hochtemperatursystemen von entscheidender Bedeutung, z. B. für die Berechnung der Wärmeausdehnung und der Wärmeübertragung.
| Physikalische Eigenschaft | Wert bei Raumtemperatur (20°C / 68°F) | Anmerkungen / Zustand |
|---|---|---|
| Dichte | 8,22 g/cm³ (0,297 lb/in³) | – |
| Schmelzbereich | 1295 – 1385 °C (2363 – 2525 °F) | – |
| Spezifische Wärme | ≈ 460 J/kg-°C (0,110 BTU/lb-°F) | Bei 100°C |
| Wärmeleitfähigkeit | 11,9 W/m-K (82,5 BTU-in/hr-ft²-°F) | Bei 100°C |
| Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient | 12,5 μm/m-°C (6,9 μin/in-°F) | 20-100°C (68-212°F) |
| Elektrischer spezifischer Widerstand | 1,18 μΩ-m (46,5 μΩ-in) | Bei 20°C |
| Elastizitätsmodul (Zug) | 205 GPa (29,7 x 10^6 psi) | Bei 20°C |
Shanghai NC Metal Materials Co. Ltd. liefert Hastelloy X-Stangen in einer Vielzahl von Formen, die auf die Luft- und Raumfahrt und den industriellen Wärmemarkt zugeschnitten sind und strenge Spezifikationen erfüllen.
| Produkt Form | Standardgrößenbereich | Wichtige Standard-Spezifikationen | Allgemeine Lieferbedingungen |
|---|---|---|---|
| Rundstahl (warmgewalzt/geschmiedet) | Durchmesser von 12 mm (0,5″) bis 350 mm (14″) | ASTM B435 (UNS N06002), AMS 5754, ASME SB-435, DIN 17752 (W.Nr. 2.4665) | Lösungsgeglüht (typischerweise 1175°C Wasserabschreckung) |
| Sechskantstange | 12mm bis 100mm Querschnittsflächen | ASTM B435, AMS 5754 | Lösung geglüht |
| Quadratische Bar | 12mm bis 100mm Breite | ASTM B435 | Lösung geglüht |
| Schmiedeknüppel | 150mm bis 500mm Durchmesser | AMS 5798 (Schmiedestücke), ASTM B564 | Wie geschmiedet, lösungsgeglüht |
| Kaltgefertigter Stab | 5mm bis 80mm Durchmesser | AMS 5754 (kaltgezogen/geschliffen) | Lösungsgeglüht, kaltgezogen und spannungsarmgeglüht |
Bauteile, die aus Hastelloy X-Stangen bearbeitet oder geschmiedet werden, sind für die Hochtemperaturtechnik von grundlegender Bedeutung: Luft- und Raumfahrt & Strahltriebwerke: Brennkammerauskleidungen, Nachverbrennungskomponenten, Übergangskanäle, Turbinendichtungen und Leitschaufeln. Industrielle Gasturbinen: Verbrennungsdosen, Übergangsstücke und Komponenten für den Heißgasweg. Industrielle Heizung und Wärmebehandlung: Strahlungsrohre, Muffeln, Retorten und Ofenkörbe für die Hochtemperaturverarbeitung. Chemische Verarbeitung: Komponenten in Hochtemperaturreaktoren und Reformern, bei denen die Oxidationsbeständigkeit von größter Bedeutung ist.
Hastelloy X-Stangen können mit Techniken bearbeitet werden, die für hochfeste, kaltverfestigte Nickellegierungen geeignet sind. Zu den besten Praktiken gehören: die Verwendung von starren, leistungsstarken Werkzeugmaschinen; scharfe Hartmetall- oder Keramikschneidwerkzeuge mit positivem Spanwinkel; mäßige bis niedrige Schnittgeschwindigkeiten; gleichmäßige, positive Vorschubgeschwindigkeiten, um unter der gehärteten Oberfläche zu arbeiten; und Hochdruckkühlmittel, um Wärme und Spanabfuhr zu kontrollieren. Die Tendenz zur Kaltverfestigung macht es erforderlich, ein Verweilen der Werkzeuge zu vermeiden und konstante Schnittparameter zu verwenden.
Hastelloy X gilt als schweißbar mit gängigen Verfahren wie dem Wolfram-Lichtbogenschweißen (WIG), dem Metall-Schutzgasschweißen (SMAW/Stick) und dem Metall-Gas-Lichtbogenschweißen (GMAW/MIG). In der Regel werden passende Schweißzusatzwerkstoffe (z. B. ERNiCrMo-2) verwendet. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen wird empfohlen, um eine maximale Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit in der Wärmeeinflusszone zu erreichen, insbesondere bei stark beanspruchten Bauteilen. Die Standard-Wärmebehandlung für Stangenmaterial ist das Lösungsglühen bei 1175°C (2150°F), gefolgt von einer schnellen Abkühlung, um Sekundärphasen aufzulösen und die Duktilität zu optimieren.
Der Preis für Hastelloy X-Stangen von Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd. wird durch den Nickel-, Chrom- und Molybdängehalt sowie durch die spezielle Verarbeitung und die strengen Qualitätskontrollen beeinflusst, die für Luft- und Raumfahrtanwendungen erforderlich sind.
| Preisbildungsfaktor | Auswirkungen auf den Referenzpreis | Leitlinien für die Beschaffung |
|---|---|---|
| Kosten der Legierungselemente | Nickel, Chrom und Molybdän sind wichtige Kostenfaktoren. Der Kobaltgehalt ist zwar geringer, kann aber je nach Marktbedingungen ebenfalls den Preis beeinflussen. | Da es sich um eine Hochleistungslegierung handelt, sind seine Kosten durch seine einzigartigen Hochtemperatureigenschaften gerechtfertigt. Die Preisschwankungen sind an die Märkte für unedle Metalle gebunden. |
| Luft- und Raumfahrt vs. Industriequalität | Stangen, die nach AMS 5754 oder anderen Spezifikationen für die Luft- und Raumfahrt mit vollständiger Rückverfolgbarkeit, Ultraschallprüfung und strengen Tests geliefert werden, haben einen höheren Preis als die handelsübliche Qualität nach ASTM B435. | Geben Sie den genauen Materialstandard an, der für die Konstruktion erforderlich ist. Für unkritische Ofenteile kann eine handelsübliche Qualität ausreichend und kostengünstiger sein. |
| Barrengröße und Herstellungsweg | Geschmiedete Knüppel mit großem Durchmesser für Turbinenscheiben und geschliffene Präzisionsstäbe mit kleinem Durchmesser haben höhere Bearbeitungskosten. Warmgewalzter Standard-Rundstahl ist die wirtschaftlichste Form für die allgemeine Bearbeitung von Bauteilen. | Optimieren Sie die Teilekonstruktion, um Standardgrößen zu verwenden. Berücksichtigen Sie die Gesamtkosten der Bearbeitung von Stangen im Vergleich zum endkonturnahen Schmieden für komplexe Teile. |
| Anforderungen an Prüfung und Zertifizierung | Zusätzliche Prüfungen wie Spannungsbruch, Kriechen, Ermüdung bei niedriger Lastspielzahl oder umfangreiche zerstörungsfreie Prüfungen (NDE) verursachen erhebliche zusätzliche Kosten und Vorlaufzeiten. | Definieren Sie das minimal erforderliche Prüfpaket. Für viele Anwendungen ist ein Standard-Walzwerksprüfbericht (MTR), der die Materialspezifikation erfüllt, ausreichend. |
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