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Bei der effizienten Förderung tiefliegender Öl- und Gasvorkommen sind Pumpen und Ventile unverzichtbare Kernausrüstungen in der Öl- und Gasförderungsindustrie. Mit dem kontinuierlichen Anstieg des weltweiten Energiebedarfs verlagert sich die Öl- und Gasförderung jedoch in tiefere Formationen und muss sich gleichzeitig mit immer raueren natürlichen Betriebsumgebungen auseinandersetzen. Besonders hervorzuheben ist das Vorhandensein großer Mengen stark korrosiver Medien wie Schwefelwasserstoff (H₂S), Kohlendioxid (CO₂) und hoher Chloridkonzentrationen in tiefen Öl- und Gaslagerstätten. Diese Stoffe können schwere Korrosionsschäden an den Innenwänden von Bohrarmaturen und Rohrleitungen verursachen. Um die Lebensdauer von Geräten zu verlängern und die Korrosionsbeständigkeit wichtiger Komponenten zu verbessern, wendet die Industrie üblicherweise eine Technik an, bei der Nickelbasislegierungen auf die Oberfläche von niedriglegierten Ventilkörpern oder Ventildeckeln aufgetragen werden. Dieser Prozess behält die ursprüngliche Steifigkeit und mechanische Festigkeit des Ventilsubstrats bei, nutzt die hervorragende Korrosionsbeständigkeit von Nickelbasislegierungen voll aus und kontrolliert außerdem effektiv die Herstellungskosten. Auf internationaler Ebene haben große Öl- und Gasförderländer, vertreten durch die Vereinigten Staaten, mehrere professionelle technische Standards für diese Art von Korrosionsschutzschweißverfahren herausgegeben. Maßgebliche Organisationen wie das American Petroleum Institute (API), die National Association of Corrosion Engineers (NACE) und die American Society of Mechanical Engineers (ASME) haben alle entsprechende technische Spezifikationen veröffentlicht. Darüber hinaus haben große internationale Unternehmen für Öl- und Gasförderungsausrüstung wie ABB, Vetco Gray, FMC, Aker Kvaerner und Cooper Cameron verschiedene fortschrittliche Schweißverfahren und leistungsstarke Schweißmaterialien auf Nickelbasis für den Schweißauftragsschutz von Bohrventilen und Pipeline-Innenwänden umfassend eingeführt. Unter diesen wird am häufigsten Schweißdraht auf Nickelbasis INCONEL 625 (ERNiCrMO-3) verwendet. Aus Sicht der chemischen Zusammensetzung weist ERNiCrMO-3-Schweißdraht dank der hervorragenden Beständigkeit von Nickel gegen Chlorid-Spannungskorrosionsrisse und der hervorragenden Oxidationsbeständigkeit von Chrom eine äußerst hohe Beständigkeit gegen Spalt- und Lochfraßkorrosion in rauen korrosiven Umgebungen und über einen weiten Temperaturbereich auf.

Nickelbasierte Legierungen sind eine Klasse von Legierungen, die eine hohe Festigkeit und eine gewisse Beständigkeit gegen Oxidation und Korrosion bei hohen Temperaturen von 650–1000 °C aufweisen. Basierend auf ihren Haupteigenschaften können Nickelbasislegierungen weiter unterteilt werden in hitzebeständige Nickelbasislegierungen, korrosionsbeständige Nickelbasislegierungen, verschleißfeste Nickelbasislegierungen, Präzisionsnickelbasislegierungen und Formgedächtnis-Nickelbasislegierungen. Hochtemperaturlegierungen werden nach ihren Matrixmaterialien in Hochtemperaturlegierungen auf Eisenbasis, Hochtemperaturlegierungen auf Nickelbasis und Hochtemperaturlegierungen auf Kobaltbasis eingeteilt. Nickelbasierte Hochtemperaturlegierungen werden meist einfach als Nickelbasislegierungen bezeichnet. Ursprung und Entwicklung Die Forschung und Entwicklung von Nickelbasislegierungen begann Ende der 1930er Jahre. Das Vereinigte Königreich produzierte Nimonic 75 (Ni-20Cr-0,4Ti) erstmals im Jahr 1941. Um die Kriechfestigkeit zu verbessern, wurde Aluminium hinzugefügt, was zur Nickelbasislegierung Nimonic 80 (Ni-20Cr-2,5Ti-1,3Al) führte. Auch die USA Mitte der 1940er Jahre, die Sowjetunion Ende der 1940er Jahre und China Mitte der 1950er Jahre entwickelten sukzessive Nickelbasislegierungen. Die Entwicklung von Nickelbasislegierungen umfasst zwei Aspekte: Verbesserungen in der Legierungszusammensetzung und Innovationen in der Produktionstechnologie. Beispielsweise schuf die Entwicklung der Vakuumschmelztechnologie in den frühen 1950er Jahren die Voraussetzungen für die Reinigung von Nickelbasislegierungen mit hohem Aluminium- und Titangehalt, wodurch ihre Festigkeit und Betriebstemperatur deutlich verbessert wurden. In den späten 1950er Jahren stellte die steigende Betriebstemperatur von Turbinenschaufeln höhere Anforderungen an die Warmfestigkeit von Legierungen. Allerdings machte die hohe Festigkeit die Verformung schwierig oder sogar unmöglich, was zur Entwicklung einer Reihe von Gusslegierungen mit guter Warmfestigkeit mithilfe der Präzisionsgusstechnologie führte. Mitte der 1960er Jahre wurde die Leistungsfähigkeit gerichtet erstarrter und einkristalliner Hochtemperaturlegierungen sowie pulvermetallurgischer Hochtemperaturlegierungen verbessert. Um den Anforderungen von Schiffs- und Industriegasturbinen gerecht zu werden, wurde seit den 1960er Jahren eine Reihe hochchromhaltiger Nickelbasislegierungen mit guter Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit und stabilen Mikrostrukturen entwickelt. Von Anfang der 1940er bis Ende der 1970er Jahre stieg die Betriebstemperatur von Nickelbasislegierungen über einen Zeitraum von etwa 40 Jahren von 700℃ auf 1100℃, was einem durchschnittlichen Anstieg von etwa 10℃ pro Jahr entspricht. Heutzutage liegt die Betriebstemperatur von Nickelbasislegierungen bei über 1100℃. Von der anfänglich einfachen Nimonic 75-Legierung bis zur kürzlich entwickelten MA6000-Legierung, die eine Zugfestigkeit von 2220 MPa und eine Streckgrenze von 192 MPa bei 1100 °C aufweist, beträgt ihre Zeitstandfestigkeit bei 1100 °C/137 MPa etwa 1000 Stunden, was sie für Flugtriebwerksschaufeln geeignet macht. Die Rolle verschiedener Metalle in Nickelbasislegierungen Für eine bestimmte Nickelbasislegierung gibt es in einer bestimmten Umgebung zahlreiche Variablen, darunter: Konzentration, Temperatur, Belüftung, Flüssigkeits- (Gas-) Durchflussrate, Verunreinigungen, Verschleiß und Bedingungen des zirkulierenden Prozesses. Diese Variablen können zu verschiedenen Korrosionsproblemen führen. Nickel und andere Legierungselemente können diese Probleme lösen. Metallisches Nickel behält eine austenitische kubisch-flächenzentrierte Struktur bei, bevor es seinen Schmelzpunkt erreicht. Dies schafft Freiheit für den duktil-spröden Übergang und reduziert Herstellungsprobleme, die durch die Koexistenz anderer Metalle entstehen, deutlich. In der elektrochemischen Abfolge ist Nickel inerter als Eisen, aber reaktiver als Kupfer. Daher ist Nickel in reduzierenden Umgebungen korrosionsbeständiger als Eisen, aber weniger korrosionsbeständig als Kupfer. Die Zugabe von Chrom zu Nickel verleiht der Legierung Oxidationsbeständigkeit, was zu einer Vielzahl von Legierungen mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit sowohl gegenüber reduzierenden als auch oxidierenden Umgebungen führt. Im Vergleich zu Edelstahl und anderen Legierungen auf Eisenbasis können Legierungen auf Nickelbasis eine größere Vielfalt an Legierungselementen im festen Lösungszustand aufnehmen und gleichzeitig eine gute metallurgische Stabilität beibehalten. Diese Eigenschaften ermöglichen die Zugabe verschiedener Legierungselemente zu Nickelbasislegierungen und ermöglichen so deren weit verbreitete Anwendung in einer Vielzahl korrosiver Umgebungen. Zu den üblichen Elementen in Nickelbasislegierungen gehören: Nickel (Ni): Bietet metallurgische Stabilität, verbessert die thermische Stabilität und Schweißbarkeit, verbessert die Beständigkeit gegen reduzierende Säuren und Natronlauge und verbessert die Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion, insbesondere in Chlorid- und Natronlaugeumgebungen. Chrom (Cr): Verbessert die Oxidationsbeständigkeit, die Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen, die Sulfidierungsbeständigkeit sowie die Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion. Molybdän (Mo): Verbessert die Beständigkeit gegen reduzierende Säurekorrosion, erhöht die Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion in chloridhaltigen wässrigen Lösungen und erhöht die Hochtemperaturfestigkeit. Eisen (Fe): Verbessert die Beständigkeit gegen Aufkohlung bei hohen Temperaturen, senkt die Legierungskosten und kontrolliert die Wärmeausdehnung. Kupfer (Cu): Verbessert die Beständigkeit gegen reduzierende Säurekorrosion (insbesondere Schwefelsäure).

Die Superlegierung Haynes 188 ist eine Nickelbasislegierung mit hervorragenden Hochtemperatureigenschaften. Es wird hauptsächlich in Hochtemperatur- und Hochdruckumgebungen wie Flugzeugtriebwerken und Gasturbinen eingesetzt. Die Legierung ist so konzipiert, dass sie eine hervorragende Hochtemperaturfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit bietet. Haynes 188 eignet sich besonders für kritische Komponenten, die einen längeren Betrieb bei hohen Temperaturen erfordern, wie z. B. Gasturbinenschaufeln und Hochtemperaturkomponenten in Flugzeugtriebwerken. In diesem Artikel werden die chemische Zusammensetzung, die physikalischen und mechanischen Eigenschaften sowie die Anwendungsbereiche der Haynes 188-Superlegierung im Detail besprochen. Chemische Zusammensetzung der Hochtemperaturlegierung Haynes 188 Die chemische Zusammensetzung der Hochtemperaturlegierung Haynes 188 besteht hauptsächlich aus Nickel, Chrom, Molybdän und Kobalt. Nickel bildet die Matrix, während die Zugabe anderer Legierungselemente die Oxidationsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturfestigkeit der Legierung erhöht. Das Folgende ist die chemische Hauptzusammensetzung der Hochtemperaturlegierung Haynes 188: Element Inhalt (%) (Ni) 55-60 (Cr) 18-22 (Mo) 3-4 (Co) 8-10 (Al) 1,5-2 (Fe) 10-15 (Ti) 1,5-2 (C) 0,1

Haynes 25 ist eine mischkristallverstärkte Nickel-Kobalt-Chrom-Eisen-Superlegierung mit ausgezeichneter Hochtemperaturfestigkeit, guter Oxidationsbeständigkeit und Heißkorrosionsbeständigkeit. Es behält auch bei Temperaturen von bis zu 1095 °C eine hervorragende strukturelle Stabilität und mechanische Eigenschaften bei und eignet sich daher für die Herstellung von Hochtemperaturkomponenten für Flugzeugtriebwerke, Industrieofenstrukturen und Gasturbinenkomponenten. In diesem Artikel werden systematisch die chemische Zusammensetzung, die physikalischen Eigenschaften, die mechanischen Eigenschaften, die Verarbeitungseigenschaften und die wichtigsten Anwendungsbereiche der Superlegierung Haynes 25 vorgestellt. Chemische Zusammensetzung der Hochtemperaturlegierung Haynes 25 Die chemische Zusammensetzung der Haynes 25-Legierung ist wissenschaftlich formuliert, um eine hervorragende mechanische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit unter Hochtemperaturbedingungen zu gewährleisten. Seine Hauptelemente sind in der folgenden Tabelle aufgeführt: Element Inhaltsbereich (%) (Ni) 44,5-49 (Co) 19-21 (Cr) 19-21 (Fe) 3 (Mn) 1-2 (Si) 1 (C) 0,05–0,15 (W) 14-16

Hochtemperaturlegierungen sind Legierungen, die ihre mechanischen Eigenschaften und ihre chemische Stabilität bei Temperaturen von bis zu 1300 °C oder sogar höher beibehalten können. Sie werden häufig in der Luft- und Raumfahrt, in Gasturbinen, Hochtemperaturöfen, der Nuklearindustrie und in Hochtemperatur-Chemieanlagen eingesetzt. Angesichts der steigenden Anforderungen an die Hochtemperaturleistung in der modernen Industrie spielen Hochtemperaturlegierungen, die 1300 °C standhalten, eine entscheidende Rolle im Bereich der Materialwissenschaften. Hochtemperaturlegierungen auf Nickelbasis sind die am häufigsten verwendeten Materialien in Umgebungen, die Temperaturen von 1300 °C standhalten, und verfügen über eine hohe Hochtemperaturfestigkeit, starke Kriechfestigkeit und gute Oxidationsbeständigkeit. Zu den wichtigsten Qualitäten und Merkmalen gehören: Rene 41: Hervorragende Hochtemperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit; maximale Betriebstemperatur bis zu 1300℃; Wird häufig in kritischen Komponenten wie Triebwerksschaufeln und Turbinenscheiben verwendet. Inconel 718: Obwohl seine übliche Betriebstemperatur 650–700 °C beträgt, kann es durch Mischkristallverfestigungs- und Ausscheidungsverfestigungsbehandlungen in Gasturbinenschaufeln, Befestigungselementen und Hochtemperatur-Strukturbauteilen unter Hochtemperaturbedingungen verwendet werden. Inconel 625 (N06625): Hervorragende Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit, geeignet für Hochtemperatur-Ofenkomponenten in der chemischen Industrie, Hochtemperatur-Schiffsausrüstung und Komponenten der Nuklearindustrie. GH4133, GH99: In China häufig verwendete Hochtemperaturlegierungen auf Nickelbasis, einsetzbar in Umgebungen von 1200–1300 °C, häufig verwendet in Gasturbinen und Hochtemperatur-Ofenrohren. Superlegierungen auf Kobaltbasis: Superlegierungen auf Kobaltbasis werden aufgrund ihrer hervorragenden Kriechfestigkeit und thermischen Stabilität häufig in Hochtemperaturbereichen eingesetzt und eignen sich besonders für Umgebungen mit extremen Temperaturen. Stellite-Serie: Hervorragende Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, Betriebstemperatur bis zu 1100–1300 °C, häufig verwendet in Hochtemperatur-Schneidwerkzeugen, Turbinenschaufeln und Hochtemperatur-Ventilen. Co-28Cr-6Mo-Legierung: Behält gute mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen bei und wird häufig in Hochtemperaturkomponenten von Flugzeugtriebwerken und wichtigen Strukturkomponenten von Gasturbinen verwendet. Superlegierungen auf Eisenbasis: Superlegierungen auf Eisenbasis sind relativ kostengünstig und für Hochtemperaturanwendungen, aber nicht für extreme Anwendungen geeignet. Obwohl ihre Temperaturbeständigkeit etwas geringer ist als die von Legierungen auf Nickel-Kobalt-Basis, bleiben sie in bestimmten Industriebereichen wettbewerbsfähig: HK40: Eine in China häufig verwendete Hochtemperaturlegierung auf Eisenbasis, die unter 1200 °C einsetzbar ist und hauptsächlich in Hochtemperaturkesseln und Wärmetauschergeräten verwendet wird. GH3039: Eine Hochtemperaturlegierung auf Eisenbasis mit guter Oxidations- und Kriechbeständigkeit, geeignet für Hochtemperaturofenrohre und Strukturbauteile. Wichtige Leistungsindikatoren von Hochtemperaturlegierungen Bei der Auswahl von bis 1300℃ beständigen Hochtemperaturlegierungen sollten folgende Leistungsindikatoren berücksichtigt werden: Kriechfestigkeit: Beibehaltung von Form und Festigkeit unter langfristigen Hochtemperaturbelastungen, besonders wichtig für Turbinenschaufeln und Hochtemperaturofenrohre. Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit: Verhindert Oberflächenoxidation, Korrosion oder Rissbildung bei Langzeitbetrieb in oxidierenden oder korrosiven Medien. Thermische Stabilität: Aufrechterhaltung der strukturellen Stabilität bei hohen Temperaturen, Vermeidung von Kornwachstum oder der Ausfällung spröder Phasen. Bearbeitungsleistung: Gute Schweiß-, Schmiede- und Bearbeitungsfähigkeiten, was die Herstellung komplexer Strukturkomponenten erleichtert. Anwendungen von 1300℃-Hochtemperaturlegierungen Hochtemperaturlegierungen finden in der modernen Industrie vielfältige Anwendungsmöglichkeiten: Luft- und Raumfahrt: Wichtige Hochtemperaturkomponenten wie Turbinenschaufeln, Brennkammern und Düsen. Gasturbinen: Turbinenscheiben, Leitschaufeln, Hochtemperaturlager und Brennkammerauskleidungen. Chemische Hochtemperaturausrüstung: Hochtemperaturreaktoren, Rohrleitungen, Wärmetauscher und korrosionsbeständige Ofenrohre. Nuklearindustrie: Hochtemperatur-Kernreaktorkomponenten, Wärmetauscher und Spezialrohre.

Hochtemperaturlegierungsstäbe sind stabförmige Metallmaterialien, die in Hochtemperatur-, Hochdruck- und stark korrosiven Umgebungen verwendet werden. Es besteht hauptsächlich aus Hochtemperaturlegierungen auf Nickel-, Eisen-Nickel- oder Kobaltbasis. Es weist eine ausgezeichnete Hochtemperaturfestigkeit, Kriechfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf. Es wird häufig bei der Herstellung von Hochtemperatur-Strukturteilen, Verbindungselementen, Turbinenkomponenten und anderen Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt-, Kernenergie-, Schiffbau-, Petrochemie- und Energieindustrie eingesetzt. Arten und Eigenschaften von Stäben aus Hochtemperaturlegierungen Legierungstyp Repräsentative Marke Leistungsmerkmale Superlegierung auf Nickelbasis Inconel 718, GH4169, GH2132, GH3044 Hervorragende Hochtemperaturfestigkeit, starke Oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit, geeignet für die Kernteile des Motors Hochtemperaturlegierungen auf Eisen-Nickel-Basis Incoloy 800、GH3128、GH3039 Gute Warmumformbarkeit und Formbarkeit, geeignet für große Strukturteile und hitzebeständige Teile Superlegierung auf Kobaltbasis L-605, GH5188, GH605 Hervorragende thermische Stabilität und thermische Ermüdungsbeständigkeit, häufig verwendet in Hot-End-Komponenten für die Luftfahrt

Invar-Legierung ist eine Speziallegierung, die hauptsächlich aus Eisen und Nickel besteht und sich vor allem durch ihren extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten auszeichnet. Sein Name „Invar“ kommt vom englischen Wort „invariable“ und spiegelt seine Eigenschaft wider, bei Temperaturänderungen nahezu keine Dimensionsausdehnung oder -kontraktion zu zeigen. Invarlegierungen werden hauptsächlich in Präzisionsinstrumenten verwendet, die eine hohe Dimensionsstabilität erfordern, in Strukturbauteilen für die Luft- und Raumfahrt, in optischen Geräten und in Flüssiggasspeichersystemen. Hauptbestandteile und Struktur der Invar-Legierung Die typische chemische Zusammensetzung einer Invar-Legierung besteht aus etwa 63 % Eisen (Fe), etwa 36 % Nickel (Ni), der Rest sind Spuren von Kohlenstoff, Silizium, Mangan und anderen Elementen. Die geringe Wärmeausdehnung der Legierung ist auf ihre einzigartige Atomanordnung aus Eisen und Nickel zurückzuführen; Mit zunehmender Temperatur wirken Änderungen in der inneren magnetischen Ordnung der Legierung dem Wärmeausdehnungseffekt gewöhnlicher Metalle entgegen. Zu den gängigen Invar-Legierungssorten gehören: Invar 36, Invar 32-5, Super Invar und Kovar. Invar 36 (auch bekannt als 4J36 oder UNS K93600) ist das am weitesten verbreitete Modell. Physikalische Eigenschaften der Invar-Legierung 1. Extrem niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient: Im Temperaturbereich von 20℃ bis 100℃ beträgt sein durchschnittlicher linearer Ausdehnungskoeffizient nur etwa 1,2 × 10⁻⁶/℃ und ist damit weitaus niedriger als der von gewöhnlichem Kohlenstoffstahl (ungefähr 12 × 10⁻⁶/℃). 2. Dichte: Ungefähr 8,1 g/cm³. 3. Wärmeleitfähigkeit: Geringe Wärmeleitfähigkeit, ca. 10–14 W/(m·K). 4. Magnetische Eigenschaften: Die Invar-Legierung ist bei Raumtemperatur ferromagnetisch und verliert ihren Magnetismus bei ihrem Curie-Punkt von etwa 230℃. 5. Härte: Die Brinell-Härte im geglühten Zustand beträgt im Allgemeinen 130–180 HB, die durch Kaltumformung oder Alterungsbehandlung verbessert werden kann. Vorteile und Anwendungen der Invar-Legierung Der größte Vorteil der Invar-Legierung liegt in ihrer extrem hohen Dimensionsstabilität bei wechselnden Temperaturen. Es behält eine sehr niedrige Ausdehnungsrate über einen Bereich von mehreren zehn Grad unter Null bis zu Hunderten von Grad Celsius bei und eignet sich daher ideal für Präzisionsstrukturkomponenten und temperaturkontrollierte Umgebungen. Zu den Hauptanwendungen gehören: — Halterungen für optische Systeme, Linsenhalterungen, Interferometerbasen; — Luft- und Raumfahrtausrüstung, Satellitenstrukturkomponenten, Präzisionsgyroskopgehäuse; — Lagertanks und Rohrleitungsstrukturen für Flüssiggas (LNG); — Elektronische Verpackungen, Instrumentenwaagen, Endmaße und andere Messwerkzeuge. Bearbeitungsleistung von Invar-Legierung Während die Invar-Legierung relativ stabile mechanische Eigenschaften aufweist, wird ihre Bearbeitbarkeit im Allgemeinen als „etwas schwierig zu bearbeiten“ angesehen. Zu den Hauptgründen gehören: 1. Erhebliche Tendenz zur Kaltverfestigung; 2. Schlechte Wärmeleitfähigkeit, was zu konzentrierter Schneidwärme führt; 3. Anfällig für Werkzeugkleben und Werkzeugverschleiß. Im Allgemeinen wird empfohlen, scharfe Hartmetallwerkzeuge, niedrigere Schnittgeschwindigkeiten und eine Zwangskühlung zu verwenden. Es ist gut schweißbar, die Wärmezufuhr muss jedoch streng kontrolliert werden, um eine Vergröberung der Mikrostruktur zu vermeiden. Vergleich einer Invar-Legierung mit anderen Materialien Im Vergleich zu gewöhnlichem Kohlenstoffstahl hat die Invar-Legierung einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von nur 1/10; Im Vergleich zu Edelstahl weist die Invar-Legierung eine etwas geringere Festigkeit, aber eine bessere thermische Stabilität auf. Im Vergleich zu Titanlegierungen weist die Invar-Legierung eine überlegene Dimensionsstabilität bei niedrigen Temperaturen auf und ist daher in kryogenen technischen und messtechnischen Instrumenten unersetzlich. Typische inländische und internationale Qualitäten — Chinesische Noten: 4J36, 4J32-5, 4J38; — US-UNS-Nummern: K93600 (Invar 36), K93500 (Super Invar); — Deutsche DIN-Qualität: 1.3912; — Französisches AFNOR: FeNi36. Invar-Legierung ist eine typische „Präzisionslegierung mit geringer Ausdehnung“, die aufgrund ihrer hervorragenden thermischen Stabilität und Schweißbarkeit häufig in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Optik und Kryotechnik eingesetzt wird. Obwohl es schwierig zu verarbeiten ist, ist seine Dimensionsstabilität nahezu unersetzlich, was es zu einem der unverzichtbaren Grundwerkstoffe in der Feinmechanik macht.

Schweißstäbe aus Hochtemperaturlegierungen sind wichtige Materialien, die speziell zum Schweißen von Superlegierungen auf Nickel-, Kobalt- und Eisenbasis entwickelt wurden. Sie weisen eine hervorragende Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen, Zeitstandfestigkeit und thermische Stabilität auf und werden daher häufig in Branchen eingesetzt, die extreme Temperaturen und korrosive Umgebungen erfordern, wie z. B. in der Luft- und Raumfahrt, in der Energie- und Stromerzeugung sowie in chemischen Anlagen. Abhängig vom Schweißverfahren und dem Grundmaterial sind Schweißstäbe in ihrer Zusammensetzung, Beschichtung und den Eigenschaften des abgeschiedenen Metalls stark angepasst, was sie zu einem wichtigen Schweißmaterial für die Gewährleistung des sicheren Betriebs von Hochtemperaturlegierungsstrukturen macht. Hauptkategorien von Schweißstäben aus Hochtemperaturlegierungen Einstufung Klassifizierungstyp veranschaulichen Matrixelemente Nickelbasis, Kobaltbasis, Eisenbasis Die Klassifizierung nach Hauptlegierungselementen bestimmt seine Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit Beschichtungsart Titan-Kalzium-Typ, Typ mit niedrigem Wasserstoffgehalt, alkalischer Hochtemperatur-Typ Beeinflusst die Stabilität des Schweißlichtbogens und den Schlackenschutz Prozess nutzen Manuelles Lichtbogenschweißen (SMAW) Der Schweißstab ist ein Metallkern mit einem Flussmittelkern, der durch den Lichtbogen erhitzt wird, um zu schmelzen und die Schweißnaht zu bilden.

Die nickelbasierte Superlegierung 718, auch bekannt als Inconel 718 (UNS N07718/W.Nr. 2.4668), ist eine ausscheidungshärtende Nickel-Chrom-Eisen-Legierung, die gute Bearbeitbarkeit, Hochtemperaturfestigkeit, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit vereint. Es wird häufig in Schlüsselanwendungen wie Luft- und Raumfahrt, Kernenergie, Schiffstechnik und Hochtemperatur-Chemietechnik eingesetzt. Sein primärer Verstärkungsmechanismus beruht auf dem Vorhandensein zweier ausgeschiedener Phasen: γ″ (Ni₃Nb) und γ′ (Ni₃(Al,Ti)), was zu einer hervorragenden Zeitstandfestigkeit und Haltbarkeit unter 650 °C führt.

Inconel 718 ist eine ausscheidungshärtende Superlegierung auf Nickelbasis mit ausgezeichneter Hochtemperaturfestigkeit, Kriechfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, die einen langfristig stabilen Betrieb in einem Temperaturbereich von -253℃ bis 700℃ ermöglicht. Es wird häufig in Turbinenscheiben von Flugzeugtriebwerken, Kompressorscheiben von Gasturbinen, Hochtemperaturbefestigungen, Kernkraftanlagen und Geräten für chemische Reaktionen eingesetzt. Aufgrund des hohen Gehalts an Edelmetallen wie Nickel, Niob, Molybdän, Aluminium und Titan in seinen Rohstoffen sowie des komplexen Herstellungsprozesses ist Inconel 718 relativ teuer und sein Preis variiert erheblich je nach Form, Spezifikationen, Anwendungsqualität, Wärmebehandlungszustand und Einkaufsmenge. Schlüsselfaktoren, die die Preise für Inconel 718 beeinflussen: 1. Materialform: Die Preise variieren erheblich zwischen Stangen, Platten, Rohren, Schweißdraht, Pulvermetallurgie und Schmiedeteilen, wobei Pulvermetallurgie und kundenspezifische Hochleistungsteile am teuersten sind. 2. Herstellungsprozess: Vakuum-Induktionsschmelzen (VIM), Vakuum-Lichtbogen-Umschmelzen (VAR), Pulvermetallurgie und Wärmebehandlungsprozesse sind komplex und kostspielig. 3. Anwendungsqualität: Materialien für die Luft- und Raumfahrt sowie für die Kernenergie erfordern strenge Tests und Zertifizierungen, was zu Preisen führt, die weit über denen gewöhnlicher Industriequalitäten liegen. 4. Spezifikationen und Abmessungen: Dicke Bleche, Stangen mit großem Durchmesser, lange Rohre oder spezielle, nicht standardmäßige Schmiedeteile sind teurer. 5. Abnahmemenge und Lieferzeit: Bei Kleinserien und Eilbestellungen fallen höhere Kosten an, während Großmengenbestellungen in der Regel Preisvorteile bieten. 6. Schwankungen der Rohstoffpreise: Die Preise für Edelmetalle wie Nickel, Niob und Molybdän wirken sich direkt auf den Marktpreis von Inconel 718 aus. Wichtige Überlegungen beim Kauf von Inconel 718 1. Materialstandards bestätigen: Stellen Sie sicher, dass das Material den AMS-, ASTM- oder GB/T-Standards entspricht, um eine zuverlässige Leistung zu gewährleisten. 2. Überprüfen Sie den Wärmebehandlungsstatus: Material mit Lösungsbehandlung und doppelter Alterungsbehandlung zeigt optimale Leistung. 3. Spezifikationen und Formen definieren: Wählen Sie Stangen, Platten, Rohre, Schweißdraht oder Pulver entsprechend den Designanforderungen aus. 4. Überprüfen Sie die Qualifikationen des Lieferanten: Stellen Sie sicher, dass der Hersteller über Testkapazitäten verfügt und Berichte über die chemische Zusammensetzung, die mechanischen Eigenschaften und die Wärmebehandlung bereitstellen kann. 5. Berücksichtigen Sie Menge und Lieferzeit: Teilen Sie Lieferzeit und -menge im Voraus mit, um bessere Preise und eine stabile Versorgung zu erhalten.

Rohre aus Superlegierungen auf Nickelbasis sind Legierungsmaterialien, die in Hochtemperaturumgebungen verwendet werden. Zu den gängigen Superlegierungen auf Nickelbasis gehört die Inconel-Reihe (z. B. Inconel 718 und Inconel 625). Diese Legierungsrohre weisen eine hervorragende Oxidationsbeständigkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen auf und werden daher häufig in Hochtemperaturumgebungen in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, dem Chemieingenieurwesen und der Erdölindustrie eingesetzt. In diesem Artikel werden die Leistungsmerkmale, Anwendungsbereiche, die chemische Zusammensetzung, die physikalischen Eigenschaften und die Anwendungen von Rohren aus Superlegierungen auf Nickelbasis in verschiedenen Bereichen detailliert beschrieben. Chemische Zusammensetzung (%) Element Inhaltsbereich Ni 50,0 - 70,0 Cr 10,0 - 22,0 Fe Marge Mo 2,5 - 3,0 Nb 3,0 - 4,5 Ti 1,0 - 2,5 Al 0,2 - 1,0 Mn ≤0,5 Si ≤0,5 S ≤0,015 C ≤0,08

Bei Rohren aus Nickel und Nickellegierungen handelt es sich um Legierungsrohre aus Nickel als Grundelement, die für die Herstellung korrosionsbeständiger und anderer kritischer Komponenten geeignet sind. Diese Produktnorm, GB/T 2882-2023, unterliegt der Zuständigkeit des National Technical Committee for Standardization of Nonferrous Metals. Es wurde von sieben Unternehmen entworfen, darunter Baoti Group Co., Ltd., und 15 Personen beteiligten sich daran, darunter Wang Qiaoli und Xue Kai. Es wurde am 27. November 2023 veröffentlicht und tritt am 1. Juni 2024 in Kraft und ersetzt GB/T 2882-2013. Die Norm legt Klassifizierung und Kennzeichnung, technische Anforderungen und Prüfmethoden fest. Es wird hauptsächlich in der Chemie-, Instrumentierungs- und elektronischen Kommunikationsindustrie eingesetzt. Diese Art von Rohren wird je nach Leistung in fünf Kategorien eingeteilt: Superlegierungen auf Nickelbasis, korrosionsbeständige Legierungen auf Nickelbasis, verschleißfeste Legierungen auf Nickelbasis, Präzisionslegierungen auf Nickelbasis und Formgedächtnislegierungen auf Nickelbasis. Superlegierungen auf Nickelbasis eignen sich für Hochtemperaturkomponenten wie Flugzeugtriebwerksschaufeln; Korrosionsbeständige Legierungen auf Nickelbasis wie Monel werden für Umgebungen mit Säurekorrosion verwendet. und Präzisionslegierungen auf Nickelbasis wie Permalloy werden bei der Herstellung elektronischer Komponenten verwendet. Zu den Methoden zur Erkennung der Zusammensetzung von Nickellegierungsrohren gehören Spektralanalyse, gravimetrische Analyse, Titrationsanalyse und Atomabsorptionsspektrometrie [3]. Zu den zugehörigen unterstützenden Standards gehören „Nickel- und Nickellegierungsplatten“ und andere.