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Início > Produtos > Barra de nimónio > Nimonic PE16/N07016/W. Nr. 2.4969/Barra de liga PE16
A barra Nimonic PE16, designada como UNS N07016 e número de material W.Nr. 2.4969, é uma liga de níquel-crómio-ferro endurecível por precipitação reforçada por ...
A barra Nimonic PE16, designada como UNS N07016 e número de material W.Nr. 2.4969, é uma liga de níquel-crómio-ferro endurecível por precipitação reforçada por adições de titânio e alumínio. Foi especificamente concebida para serviço a alta temperatura, oferecendo uma combinação de boa resistência à fluência, resistência à oxidação e capacidade de fabrico. Esta forma de barra é um material essencial para a maquinagem de componentes em motores de turbinas a gás, fixadores aeroespaciais e aplicações de aquecimento industrial onde é necessária resistência e estabilidade a temperaturas até aproximadamente 750°C (1380°F).
O Nimonic PE16 faz parte da família de superligas Nimonic, concebida para proporcionar um equilíbrio entre o desempenho a altas temperaturas e a capacidade de fabrico. Em comparação com algumas ligas Nimonic de maior resistência, o PE16 apresenta uma excelente soldabilidade e formabilidade no estado recozido em solução, ao mesmo tempo que desenvolve uma resistência considerável com o envelhecimento. O material em barra é frequentemente utilizado em montagens de chapas metálicas fabricadas, invólucros e peças maquinadas que têm de suportar tensões moderadas a temperaturas elevadas em atmosferas oxidantes.
As propriedades da barra Nimonic PE16 são derivadas da sua base de níquel-crómio com ferro para uma boa relação custo-eficácia e adições controladas de titânio e alumínio para endurecimento. Fornecido pela Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd., o stock de barras está em conformidade com as especificações aeroespaciais e industriais.
| Elemento | Percentagem (%) – Intervalo típico | Função primária na liga |
|---|---|---|
| Níquel (Ni) | Equilíbrio (≥ 42,0) | Elemento de base; proporciona a matriz austenítica, resistência à oxidação e favorece a precipitação de γ’. |
| Crómio (Cr) | 15.0 - 17.0 | Oferece resistência à oxidação e à corrosão a quente a altas temperaturas. |
| Ferro (Fe) | 33.0 – 37.0 | Componente significativo; melhora a capacidade de fabrico, controla o custo e contribui para a resistência da solução sólida. |
| Titânio (Ti) | 1.2 – 1.7 | Elemento de endurecimento primário; combina-se com o alumínio e o níquel para formar a fase de reforço gama-prime (γ’) Ni₃(Al,Ti) durante o envelhecimento. |
| Alumínio (Al) | 1.0 – 1.6 | Elemento co-primário de endurecimento; essencial para a formação de γ’. |
| Molibdénio (Mo) | 2.8 – 3.4 | Proporciona um reforço de solução sólida e aumenta a resistência à fluência a altas temperaturas. |
| Carbono (C) | 0,12 max | Controlado para formar carbonetos benéficos para a resistência dos limites de grão. |
| Boro (B) | 0,005 max | Adição de traços para reforçar os limites de grão. |
| Manganês (Mn) | 1.0 max | Elemento residual. |
| Silício (Si) | 1.0 max | Elemento residual. |
| Cobre (Cu) | 0,20 max | Elemento residual. |
As propriedades mecânicas das barras de Nimonic PE16 são desenvolvidas através do tratamento por solução e do envelhecimento. As barras são normalmente fornecidas no estado recozido por solução para posterior conformação e maquinagem.
Valor típico (condição envelhecida)
| Propriedade mecânica | Valor típico (solução recozida) | Especificação relevante | |
|---|---|---|---|
| Resistência à tração | ≥ 690 MPa (100 ksi) | ≥ 930 MPa (135 ksi) | Normas aeroespaciais/industriais |
| Resistência ao escoamento (0.2% Offset) | ≥ 310 MPa (45 ksi) | ≥ 620 MPa (90 ksi) | – |
| Alongamento em 2 polegadas (50mm) | ≥ 30% | ≥ 15% | – |
| Dureza (Rockwell) | ≤ 100 HRB | 28 – 38 HRC | – |
| Resistência à fluência (rutura de 1000h) | N/A | ≈ 170 MPa (25 ksi) a 700°C | – |
As propriedades físicas da liga PE16 são importantes para a conceção de sistemas de alta temperatura.
Notas / Estado
| Propriedade física | Valor à temperatura ambiente (20°C / 68°F) | |
|---|---|---|
| Densidade | 8,0 g/cm³ (0,289 lb/in³) | – |
| Gama de fusão | 1360 – 1410 °C (2480 – 2570 °F) | – |
| Calor específico | ≈ 460 J/kg-°C (0,110 BTU/lb-°F) | A 100°C |
| Condutividade térmica | 11,7 W/m-K (81,1 BTU-in/hr-ft²-°F) | A 100°C |
| Coeficiente médio de expansão térmica | 14,5 μm/m-°C (8,1 μin/in-°F) | 20-100°C (68-212°F) |
| Resistividade eléctrica | 1,10 μΩ-m (43,3 μΩ-in) | A 20°C |
| Módulo de elasticidade (tração) | 206 GPa (29,9 x 10^6 psi) | A 20°C |
A Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd. fornece barras de Nimonic PE16 principalmente para especificações de engenharia aeroespacial e de alta temperatura.
| Forma do produto | Gama de tamanhos padrão | Principais especificações padrão | Condições comuns de fornecimento |
|---|---|---|---|
| Barra redonda (laminada a quente/forjada) | Diâmetro de 10 mm (0,4″) a 250 mm (10″) | AMS 5701 (barras), AMS 5700 (peças forjadas), UNS N07016, DIN 17752 (W.Nr. 2.4969) | Recozido em solução (Condição A), tratado em solução e envelhecido |
| Barra hexagonal | Planos transversais de 10 mm a 50 mm | AMS 5701 | Solução recozida |
| Barra quadrada | 10mm a 50mm Largura | Especificações do cliente | Solução recozida |
| Barra com acabamento a frio | 5mm a 80mm de diâmetro | AMS 5701 (trefilado a frio/terra) | Recozido em solução, estirado a frio e com alívio de tensões |
| Billet de forjamento | Diâmetro de 100mm a 350mm | AMS 5700, especificações de forjamento do cliente | Solução Tratada |
Os componentes maquinados ou forjados a partir de barras Nimonic PE16 são utilizados em ambientes de alta temperatura e de tensão moderada: Aeroespacial: Carcaças de turbinas, componentes da câmara de combustão, peças de pós-combustão e parafusos e fixadores de alta temperatura. Turbinas de gás industriais: Camisas de combustão, condutas de transição e aparafusamento. Turbocompressores para automóveis: Caixas e componentes de turbinas. Aquecimento industrial: Dispositivos, suportes e estruturas de apoio para fornos de alta temperatura. Engenharia nuclear: Componentes selecionados para reactores arrefecidos a gás.
O Nimonic PE16 atinge as suas propriedades através de uma sequência de tratamento térmico padrão: Tratamento de soluções: Aquecimento até 1080-1120 °C (1975-2050 °F), manutenção da temperatura, seguido de arrefecimento rápido (arrefecimento ao ar ou em óleo). Este processo dissolve os elementos que formam a fase γ’. Tratamento do envelhecimento: Aquecimento a 700-750 °C (1290-1380 °F) durante 16 horas, seguido de arrefecimento ao ar. Isto provoca a precipitação da fase γ’, fina e reforçadora. A liga é frequentemente fabricada (soldada, conformada) no estado de recozimento de solução, sendo o envelhecimento realizado como etapa final.
A maquinagem da barra Nimonic PE16 é melhor realizada no estado recozido. Trata-se de uma liga resistente e que endurece com o trabalho. As recomendações incluem: utilização de configurações rígidas; ferramentas de carboneto afiadas com inclinação positiva; velocidades moderadas; avanços consistentes; e líquido de refrigeração abundante. A sua maquinabilidade é semelhante à de outras superligas à base de níquel. Tem uma excelente formabilidade no estado recozido, permitindo operações complexas de conformação a frio antes do envelhecimento.
Uma das principais vantagens do Nimonic PE16 é a sua excelente soldabilidade em comparação com muitas superligas endurecidas por precipitação. Pode ser soldado utilizando a soldadura por arco de tungsténio gasoso (GTAW/TIG) e outros processos na condição de solução recozida sem uma forte tendência para a fissuração pós-soldadura por tratamento térmico. São utilizados metais de enchimento correspondentes (por exemplo, NiCr20Nb) ou enchimentos com excesso de liga. É necessário um tratamento térmico pós-soldadura completo (tratamento em solução + envelhecimento) para restaurar as propriedades óptimas na zona de soldadura, o que é mais viável com o PE16 do que com algumas outras ligas devido à sua menor sensibilidade.
O preço da barra Nimonic PE16 da Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd. é influenciado pelo seu teor de níquel e crómio, pelo tratamento térmico especializado e pela sua qualidade aeroespacial.
| Fator de determinação do preço | Impacto no preço de referência | Orientações para a aquisição |
|---|---|---|
| Custos dos elementos de liga | O níquel e o crómio são factores de custo significativos. As adições de titânio e alumínio também contribuem. | O PE16 representa frequentemente uma escolha económica dentro da família das superligas de níquel forjado, oferecendo um bom equilíbrio entre propriedades e capacidade de fabrico. |
| Condição de tratamento térmico | A barra fornecida no estado tratado com solução e envelhecido é mais cara devido ao processamento térmico adicional. | Para conjuntos complexos fabricados, comprar no estado recozido em solução, fabricar e depois envelhecer. Para peças maquinadas simples, a barra pré-envelhecida pode ser mais conveniente. |
| Especificação Aeroespacial (AMS) | As barras em conformidade com a norma AMS 5701, com rastreabilidade e ensaios completos, têm um preço superior ao do material de qualidade comercial. | Especifique a norma exata exigida. “AMS 5701 Condição A” é uma referência comum para componentes aeroespaciais que requerem processos subsequentes de conformação e envelhecimento. |
| Forma, tamanho e teste | As barras de precisão acabadas a frio e os biletes de forja de grandes dimensões têm um custo mais elevado. A realização de ensaios exaustivos (fluência, rutura por tensão) acresce um custo significativo. | Utilizar barras standard laminadas a quente para maquinação geral. Definir claramente o pacote de testes necessário; para muitas aplicações, a certificação padrão de propriedades mecânicas e químicas é suficiente. |
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