Німонік

Німонік (англ. Nimonic®) — спільна назва групи жароміцних сплавів на основі нікелю, що містять Cr, Ti, Al. Назва є зареєстрованою торговою маркою компанії Special Metals Corporation[1]. Вперше розроблені у Великій Британії фірмою «Монд нікел компані» (англ. Mond Nickel Company), у 1941 році, де до 1960-х років розроблено низку різновидів німоніків, котрі, в залежності від призначення, містили 10…21% Cr, 0,2…4% Ti, 0,5…6,0% Al. Крім того, німоніки додатково легуються Со (до 22%), Мо (до 6%) та іншими елементами.

Лопатки турбіни з Nimonic 80A у двигуні Rolls-Royce Nene

Історична довідка

Першим в серії високо жароміцних дисперсійно-тверднучих сплавів на нікель-хромовій основі був Nimonic-80. Автор сплаву — Вільям Гріффітс (англ. Griffiths W.T.)[2]. Подальшим розвитком сплавів займався Л. Б. Пфейл (англ. L.B. Pfeil) в Mond Nickel Company. Через чотири роки з'являється сплав Nimonic 80А, котрий у подальшому знайшов застосування для виготовлення клапанів двигунів. Згодом були розроблені: Nimonic 90 (1945), Nimonic 100 (1955), Nimonic 105 (1960) та Nimonic 115 (1964).

Основа сплаву Nimonic-80 — ніхром (80% Ni, 20% Cr), відомий з початку XX століття своєю високою жаростійкістю і високим електричним опором. Ключовими елементами легування сплаву німонік-80 були титан (2,5%) і алюміній (1,2%), що утворюють фазу зміцнення. Кількісний вміст зміцнюючої γ'-фази у сплаві становив 25…35% за об'ємом[3]. Сплав виявив помітну перевагу за жароміцностю над ніхромами чи спеціальними легованими сталями.

Сплави Nimonic-80 та 80A використовувались в деформованому стані для виготовлення робочих лопаток турбіни одного з перших газотурбінних двигунів Rolls-Royce Nene компанії «Rolls-Royce Limited», стендові випробування якого розпочались у жовтні 1944 р. Лопатки турбіни із сплаву Nimonic-80 відрізнялись високою тривалою міцністю при температурах 750…850 °C.

Хімічний склад
Хімічний склад сплавів німонік у %[4]
Сплав Ni Cr Co Mo Al Ti C
Nimonic 80A 74,7 19,5 1,1 - 1,3 2,5 0,06
Nimonic 90 57,4 19,5 18,0 - 1,4 2,4 0,07
Nimonic 105 53,3 14,5 20,0 5,0 1,2 4,5 0,2
Nimonic 115 57,3 15,0 15,0 3,5 5,0 4,0 0,15

Основні властивості

Температура плавлення сплавів 1310…1390 °С (в залежності від хімічного складу). Найкращі німоніки зберігають роботоздатність до 1000 °С. Сплави достатньо добре піддаються гарячому обробленню тиском і у меншій мірі холодному обробленню. Добре зварюється різними видами зварки. Для підвищення міцності зварні конструкції піддають термообробці. Сплави постачаються у вигляді поковок, прутків, листів, труб тощо; застосовуються як конструкційний матеріал для деталей газотурбінних двигунів, ракет тощо.

Сплави 80, 80А, 90, 95, 100, 105, 115 належать до групи високожароміцних сплавів з інтерметалідним зміцненням; їх жароміцність збільшується із зростанням ступеня легування. Для виготовлення робочих лопаток газотурбінних двигунів сплав 80, було замінено досконалішим сплавом 80А. Сплави 90, 95 мають вищу жароміцність внаслідок додавання 15…21% кобальту, а також добавок алюмінію і титану. Сплави 100, 105 при такій же жароміцності мають менший вміст хрому і титану і підвищений вміст алюмінію (до 5%). Сплав 90 застосовується до 900 °С, а сплави 100, 105, 115 при 900…1000 °С.

Аналоги

Аналогами німоніків у США є сплави Інконель, за ГОСТ 5632-72[5] — це сплави ХН60ВТ (Inconel 600, Inconel 601), ХН56МВКЮ (Inconel 617), ХН75МБТЮ (Inconel 625), ХН60Ю (Inconel 718), ХН70МВТЮБ (Inconel X-750), ХН80ТБЮ, ХН77ТЮ, ХН73МБТЮ тощо.

Див. також

Примітки
  1. High-Performance Alloys Архівовано 8 грудня 2012 у Archive.is, Special Metals Corporation
  2. High-Temperature Alloys // Aviation History. 1947, Oct. 30
  3. Giamei A. F., Pearson D. D., Anton D. L. Materials Research Society Symposium Proc. 1985, v. 39, pp. 293–307
  4. H. K. D. H. Bhadeshia Superalloys
  5. ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.

Джерела
  • Масленков С. Б. Жаропрочные стали и сплавы: справочник / С. Б. Масленков — М.: Металлургия,1983. — 192 с.
  • Марочник сталей и сплавов: справочник/ под общ. ред. В. Г. Сорокина. — М.: Машиностроение, 1989. — 640 с.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.