Сплав ALLOY C-263, 2.4650, NIMONIC® ALLOY 263, HAYNES® 263 - никелевый сплав

Сплав ALLOY C-263, 2.4650, UNS N07263, NIMONIC® ALLOY 263, HAYNES® 263 — НИКЕЛЕВЫЙ СПЛАВ ПО DIN 17750, AMS 5886

Alloy C-263, 2.4650, UNS N07263, сплав Nimonic® 263 – описание

Alloy C-263 (UNS N07263) — это высокотемпературный, упрочняемый выделением сплав никеля, хрома, кобальта и молибдена. Поставляется в отожженном состоянии. Обладает жаростойкостью до 850 °C и термостойкостью до 1000 °C. Он легко сваривается, имеет хорошие производственные свойства и не проявляет чрезмерной пластичности при промежуточных температурах.

Применение

Alloy C-263 используется в авиационных и промышленных газовых турбинах для изготовления частей камер сгорания, переходных облицовок, выпускных конусов и колец.

 

Физические и механические свойства

Физические свойства при комнатной температуре:

• Плотность: 8,4 г/см³
• Температура плавления: 1300-1360 °C
• Магнитная проницаемость: <1,001

Коэффициент теплового расширения при повышенной температуре, от 20 °C до:

• 100 °C: 10,7 мкм/м⋅K
• 200 °C: 12,0 мкм/м⋅K
• 300 °C: 12,5 мкм/м⋅K
• 400 °C: 13,0 мкм/м⋅K
• 500 °C: 13,5 мкм/м⋅K
• 600 °C: 14,1 мкм/м⋅K
• 700 °C: 14,9 мкм/м⋅K
• 800 °C: 15,9 мкм/м⋅K
• 900 °C: 17,2 мкм/м⋅K
• 1000 °C: 18,2 мкм/м⋅K

Коэффициент теплопроводности:

• 20 °C: 11,7 Вт/м · K
• 100 °C: 13,0 Вт/м · K
• 200 °C: 14,7 Вт/м · K
• 300 °C: 16,3 Вт/м · K
• 400 °C: 18,0 Вт/м · K
• 500 °C: 19,7 Вт/м · K
• 600 °C: 21,4 Вт/м · K
• 700 °C: 23,0 Вт/м · K
• 800 °C: 24,7 Вт/м · K
• 900 °C: 26,8 Вт/м · K
• 1000 °C: 28,5 Вт/м · K

Электрическое сопротивление:

• 20 °C: 1,15 мОм·м
• 100 °C: 1,17 мОм·м
• 200 °C: 1,18 мОм·м
• 300 °C: 1,2 мОм·м
• 400 °C: 1,22 мОм·м
• 500 °C: 1,24 мОм·м
• 600 °C: 1,26 мОм·м
• 700 °C: 1,26 мОм·м
• 800 °C: 1,25 мОм·м
• 900 °C: 1,24 мОм·м
• 1000 °C: 1,24 мОм·м

Удельная теплоемкость:

• 20 °C: 426 Дж/кг⋅К
• 100 °C: 447 Дж/кг⋅К
• 200 °C: 472 Дж/кг⋅К
• 300 °C: 497 Дж/кг⋅К
• 400 °C: 523 Дж/кг⋅К
• 500 °C: 548 Дж/кг⋅К
• 600 °C: 573 Дж/кг⋅К
• 700 °C: 598 Дж/кг⋅К
• 800 °C: 624 Дж/кг⋅К
• 900 °C: 649 Дж/кг⋅К
• 1000 °C: 674 Дж/кг⋅К

Модуль продольной упругости:

• 20 °C: 222 ГПа
• 100 °C: 218 ГПа
• 200 °C: 212 ГПа
• 300 °C: 206 ГПа
• 400 °C: 198 ГПа
• 500 °C: 192 ГПа
• 600 °C: 184 ГПа
• 700 °C: 176 ГПа
• 800 °C: 165 ГПа
• 900 °C: 153 ГПа
• 1000 °C: 143 ГПа

Высокотемпературные механические свойства прутков из сплава N07263:

• 20 °C:
  • Предел текучести: 585 МПа
  • Прочность при растяжении: 1004 МПа
  • Относительное удлинение: 45 %
  • Относительное сужение: 41 %
• 100 °C:
  • Предел текучести: 550 МПа
  • Прочность при растяжении: 958 МПа
  • Относительное удлинение: 44 %
  • Относительное сужение: 44 %
• 200 °C:
  • Предел текучести: 520 МПа
  • Прочность при растяжении: 911 МПа
  • Относительное удлинение: 44 %
  • Относительное сужение: 47 %
• 300 °C:
  • Предел текучести: 505 МПа
  • Прочность при растяжении: 880 МПа
  • Относительное удлинение: 45 %
  • Относительное сужение: 50 %
• 400 °C:
  • Предел текучести: 490 МПа
  • Прочность при растяжении: 849 МПа
  • Относительное удлинение: 46 %
  • Относительное сужение: 51 %
• 500 °C:
  • Предел пластичности: 500 МПа
  • Прочность при растяжении: 834 МПа
  • Удлинение: 46 %
  • Относительное сужение: 52 %
• 600 °C:
  • Предел текучести: 490 МПа
  • Прочность при растяжении: 819 МПа
  • Относительное удлинение: 43 %
  • Относительное сужение: 50 %
• 700 °C:
  • Предел текучести: 495 МПа
  • Прочность при растяжении: 772 МПа
  • Относительное удлинение: 27 %
  • Относительное сужение: 34 %
• 800 °C:
  • Предел текучести: 460 МПа
  • Прочность при растяжении: 587 МПа
  • Относительное удлинение: 15 %
  • Относительное сужение: 26 %
• 900 °C:
  • Предел текучести: 145 МПа
  • Прочность при растяжении: 232 МПа
  • Относительное удлинение: 34 %
  • Относительное сужение: 58 %
• 1000 °C:
  • Предел пластичности: 70 МПа
  • Прочность при растяжении: 108 МПа
  • Относительное удлинение: 69 %
  • Относительное сужение: 72 %

Высокотемпературные механические свойства листов из сплава N07263:

• 20 °C:
  • Предел текучести: 580 МПа
  • Прочность при растяжении: 973 МПа
  • Относительное удлинение: 39 %
• 100 °C:
  • Предел текучести: 515 МПа
  • Прочность при растяжении: 896 МПа
  • Относительное удлинение: 40 %
• 200 °C:
  • Предел текучести: 500 МПа
  • Прочность при растяжении: 849 МПа
  • Относительное удлинение: 41 %
• 300 °C:
  • Предел текучести: 475 МПа
  • Прочность при растяжении: 834 МПа
  • Относительное удлинение: 42 %
• 400 °C:
  • Предел текучести: 470 МПа
  • Прочность при растяжении: 816 МПа
  • Относительное удлинение: 43 %
• 500 °C:
  • Предел текучести: 490 МПа
  • Прочность при растяжении: 803 МПа
  • Относительное удлинение: 43 %
• 600 °C:
  • Предел текучести: 490 МПа
  • Прочность при растяжении: 788 МПа
  • Относительное удлинение: 41 %
• 700 °C:
  • Предел пластичности: 475 МПа
  • Прочность при растяжении: 757 МПа
  • Относительное удлинение: 23 %
• 800 °C:
  • Предел текучести: 440 МПа
  • Прочность при растяжении: 556 МПа
  • Относительное удлинение: 20 %
• 900 °C:
  • Предел текучести: 135 МПа
  • Прочность при растяжении: 201 МПа
  • Относительное удлинение: 49 %
• 1000 °C:
  • Предел текучести: 70 МПа
  • Прочность при растяжении: 108 МПа
  • Относительное удлинение: 65 %

Разрывное напряжение сплава после многочасового воздействия при данной температуре:

• 650 °C, 100 ч: 531 МПа
• 650 °C, 1000 ч: 441 МПа
• 705 °C, 100 ч: 414 МПа
• 705 °C, 1000 ч: 310 МПа
• 760 °C, 100 ч: 290 МПа
• 760 °C, 1000 ч: 193 МПа
• 815 °C, 100 ч: 172 МПа
• 815 °C, 1000 ч: 103 МПа
• 870 °C, 100 ч: 97 МПа
• 870 °C, 1000 ч: 51 МПа
• 930 °C, 100 ч: 50 МПа
• 930 °C, 1000 ч: 28 МПа

Термостойкость / сопротивление ползучести - напряжение, вызывающее 1% деформацию через заданное время:

• 650 °C, 100 ч: 517 МПа
• 650 °C, 1000 ч: 400 МПа
• 705 °C, 100 ч: 372 МПа
• 705 °C, 1000 ч: 283 МПа
• 760 °C, 100 ч: 255 МПа
• 760 °C, 1000 ч: 172 МПа
• 815 °C, 100 ч: 152 МПа
• 815 °C, 1000 ч: 83 МПа
• 870 °C, 100 ч: 76 МПа
• 870 °C, 1000 ч: 41 МПа
• 930 °C, 100 ч: 39 МПа
• 930 °C, 1000 ч: 21 МПа

Термическая стабильность — прочность на растяжение при высокой температуре после длительного нагрева при этой температуре в течение 8000 часов:

• 760 °C, 0 ч: 689 МПа
• 760 °C, 8000 ч: 577 МПа
• 815 °C, 0 ч: 537 МПа
• 815 °C, 8000 ч: 404 МПа
• 870 °C, 0 ч: 341 МПа
• 870 °C, 8000 ч: 176 МПа

Устойчивость к коррозии

Жаростойкость / высокотемпературное окисление - хорошая стойкость до 1000°C.

Результаты испытаний статического окисления продолжительностью 1008 ч (6 циклов по 168 ч в потоке воздуха):

• 870 °C:
  • Потеря металла: 3 мкм
  • Средняя проникающая способность металла: 10 мкм
• 925 °C:
  • Потеря металла: 5 мкм
  • Средняя проникающая способность металла: 18 мкм
• 980 °C:
  • Потеря металла: 23 мкм
  • Средняя проникающая способность металла: 127 мкм

Результаты испытаний динамического окисления в выхлопных газах (50 частей воздуха на 1 часть топлива), протекающих со скоростью 0,3 Маха в 30-минутных циклах. В конце каждого цикла они охлаждались в воздухе до 260 °C. В общей сложности образцы провели в выхлопных газах 1000 часов:

• 870 °C:
  • Потеря металла: 36 мкм
  • Средняя проникающая способность металла: 102 мкм
• 980 °C:
  • Потеря металла: 318 мкм
  • Средняя проникающая способность металла: 409 мкм

Сварка

Сплав 263 обладает улучшенной свариваемостью по сравнению со сплавом 80A. Его можно сваривать любым широко используемым методом. Он не подвержен трещинам, связанным с термической обработкой после сварки, и трещинам в зоне теплового воздействия. Источники расходятся во мнениях относительно термической обработки до и после сварки:

В паспорте материала Haynes® 263 указано, что после сварки необходимо провести термообработку, которая должна состоять из пересыщающего отжига, а затем старения.

В паспорте сплава Nimonic® 263 указано: «Перед сваркой не требуется термообработка для сегрегированных деталей, но после завершения всех ремонтных сварочных работ рекомендуется провести повторную старение. Если температура эксплуатации превышает 750 °C, деталь подвергнется старению сама по себе».

В паспорте сплава VDM® Alloy C-263 указано, что перед сваркой материал должен быть в отожженном состоянии, а также упоминается об упрочняющей закалке после сварки.

Сварочные материалы: S NI 7263 / NiCo20Cr20MoTi, BS 2901 NA38, 2.4650

Термическая обработка, пластическая обработка и механическая обработка

Рекомендуемые параметры горячей пластической обработки и термообработки:

• Горячая пластическая обработка: 1170-950°C; охлаждение водой
• Перегрев: 1140-1160°C; ускоренное охлаждение воздухом/водой
• Упрочнение: 785-815°C; 8 ч; охлаждение воздухом
• Рекристаллизационное отжигание: 1070-1090°C; 4-6 мин; охлаждение воздухом
• Отжиг для упрочнения: 1150 °C; 1 час; охлаждение воздухом

Примечания по термической обработке - температура не должна превышать 1120 °C при окончательной обработке. Деталь должна быть быстро охлаждена в воде.

 

Из вышеперечисленных марок стали мы поставляем:

• Листы, ленты и пластины по AMS 5872, BS HR 206, AECMA PrEn 2203,2418, DIN 17750
• Прутки и поковки по AMS 5886, BS HR 10, AECMA PrEn 2199,2201,2200, DIN 17752, DIN 17754
• Проволока по DIN 17753
• Трубы по BS HR 404, DIN 17751, AECMA PrEn 2202