Nimonic 90/UNS N07090/W. Nr. 2.4632/Alloy 90 bar

Nimonic 90 bar, bezeichnet als UNS N07090 und Werkstoffnummer W.Nr. 2.4632, ist eine ausscheidungshärtbare Nickel-Chrom-Kobalt-Superlegierung, die durch Aluminium und Titan verstärkt ist. Es handelt sich um eine verbesserte Version von Nimonic 80A, der Kobalt hinzugefügt wurde, um die Hochtemperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit zu verbessern. Dieses Stangenmaterial ist für den anspruchsvollen Einsatz bei Temperaturen bis zu ca. 920°C (1690°F) ausgelegt und ist ein wichtiger Werkstoff für die Bearbeitung und das Schmieden von hochbelasteten Komponenten wie Turbinenschaufeln, Leitschaufeln, Scheiben und Befestigungselementen in der Luft- und Raumfahrt und in industriellen Gasturbinen.

Einführung in Nimonic 90 (Legierung 90)

Nimonic 90 stellt eine Weiterentwicklung der Nimonic-Legierungsreihe dar und bietet im Vergleich zu Nimonic 80A überlegene Hochtemperatureigenschaften. Der Zusatz von Kobalt sorgt für eine erhebliche Festigkeitssteigerung durch Festlösungshärtung und verbessert die strukturelle Stabilität der Legierung bei längerer thermischer Beanspruchung. Das Stangenmaterial zeichnet sich durch eine hervorragende Balance aus hoher Zug- und Kriechbruchfestigkeit, guter Ermüdungsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit aus. Es ist die erste Wahl für rotierende und statische Bauteile in den Heißbereichen von Gasturbinentriebwerken, wo Zuverlässigkeit unter extremen Bedingungen von größter Bedeutung ist.

Chemische Zusammensetzung von Nimonic 90 Bar

Die verbesserten Eigenschaften von Nimonic 90-Stäben sind das Ergebnis seiner optimierten Zusammensetzung, die Kobalt für die Leistung bei höheren Temperaturen enthält. Das von Shanghai NC Metal Materials Co. gelieferte Stangenmaterial erfüllt die anspruchsvollen Spezifikationen der Luft- und Raumfahrt.

Mechanische Eigenschaften von Nimonic 90 Bar (wärmebehandelt)

Die mechanischen Eigenschaften von Nimonic 90 bar werden durch Lösungsbehandlung und Alterung entwickelt, was zu einer hohen Festigkeit führt, die für die anspruchsvollsten Turbinenkomponenten geeignet ist.

Typischer Wert (gealterter Zustand)

Physikalische Eigenschaften von Nimonic 90 Bar

Die physikalischen Eigenschaften von Alloy 90 entsprechen denen von Hochleistungs-Superlegierungen auf Nickelbasis.

Anmerkungen / Zustand

Standardspezifikationen, Stabformen und verfügbare Größen

Shanghai NC Metal Materials Co. Ltd. liefert Nimonic 90-Stangen hauptsächlich als Schmiedeknüppel und Stangen für hochintegrierte Luft- und Raumfahrtkomponenten.

Haupteinsatzgebiete von Nimonic 90-Stabmaterial

Bearbeitete oder geschmiedete Komponenten aus Nimonic 90 bar sind in den heißesten und am stärksten beanspruchten Teilen von Turbinen unerlässlich: Gasturbinen für die Luft- und Raumfahrt: Hochdruck-Turbinenschaufeln, -Leitschaufeln, -Scheiben und -Dichtungen in militärischen und zivilen Triebwerken. Industrielle Gasturbinen: Turbinenschaufeln, Scheiben und Verschraubungen für landgestützte Stromerzeugungsanlagen. Hochtemperatur-Verbindungselemente: Schrauben, Bolzen und Muttern, die in der Turbinenmontage und anderen Hochtemperaturstrukturen verwendet werden. Automobil & Rennsport: Turbolader-Turbinenräder und -komponenten für extreme Leistungsanwendungen.

Wärmebehandlung

Nimonic 90 erfordert eine präzise Wärmebehandlung, um seine optimalen Hochtemperatureigenschaften zu entwickeln: Lösung Behandlung: Wird in der Regel bei 1080 °C (1975 °F) durchgeführt, mit Haltezeit und anschließender schneller Abkühlung (Luftabschreckung). Dadurch werden die γ’-bildenden Elemente aufgelöst und die Struktur homogenisiert. Alterungsbehandlung: Zur Erzielung optimaler Eigenschaften wird häufig ein zweistufiger Alterungsprozess angewendet, z. B. 16 Stunden bei 700 °C, anschließend Abkühlung an der Luft. Dadurch wird eine feine, gleichmäßige Dispersion der festigkeitssteigernden Gamma-Prime-Phase (γ’) ausgefällt. Stangen und Knüppel werden häufig im lösungsgeglühten Zustand für das anschließende Schmieden oder die maschinelle Bearbeitung geliefert, wobei die Alterung den letzten Schritt darstellt.

Zerspanung und Fabrikation

Die zerspanende Bearbeitung von Nimonic 90-Stahl ist eine Herausforderung und wird am besten im lösungsgeglühten Zustand vor der Endaushärtung durchgeführt. Es handelt sich um eine zähe, feste Legierung mit einer hohen Kaltverfestigung. Eine erfolgreiche Bearbeitung erfordert: extrem steife Werkzeugmaschinen, hochwertige Hartmetall- oder Keramikschneidwerkzeuge, niedrige bis mittlere Schnittgeschwindigkeiten, gleichmäßige Vorschübe und Hochdruckkühlmittel zur Kontrolle von Wärme und Kaltverfestigung. Die Bearbeitung im vollständig gealterten Zustand ist wesentlich schwieriger. Die Legierung ist innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs (1050-1150 °C) schmiedbar, erfordert jedoch eine sorgfältige Kontrolle.

Schweißtechnische Merkmale

Nimonic 90 ist nur begrenzt schweißbar. Wie andere ausscheidungsgehärtete Superlegierungen ist es in der Wärmeeinflusszone (WEZ) anfällig für Dehnungsrissbildung und Flüssigkeitsrissbildung. Wenn unbedingt erforderlich, sollte das Schweißen im lösungsgeglühten Zustand unter Verwendung geeigneter Schweißzusätze und unter strenger Kontrolle der Wärmezufuhr und der Zwischenlagentemperatur erfolgen. Eine vollständige Wärmebehandlung nach dem Schweißen (Lösungsglühen + Aushärten) ist zur Wiederherstellung der Eigenschaften zwingend erforderlich, aber oft nicht praktikabel. Bei kritischen rotierenden Bauteilen wie Turbinenschaufeln wird das Schweißen im Allgemeinen zugunsten einer integrierten Bearbeitung oder eines Gusses vermieden.

Referenzpreise und wichtige Einkaufsfaktoren

Der Preis für Nimonic 90-Stäbe von Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd. wird maßgeblich durch den hohen Kobaltgehalt beeinflusst, der sie in eine höhere Kostenkategorie als kobaltfreie Sorten wie Nimonic 80A einordnet.