Hastelloy N-Nickellegierung
Hastelloy N ist eine einzigartige Superlegierung auf Nickel--Basis, die für den Einsatz in Schmelzsalzreaktoren (MSR) entwickelt wurde. Die Legierung ist für ihre außergewöhnliche Beständigkeit gegen Fluoridsalzkorrosion bei hohen Temperaturen bekannt und bleibt dank ihrer beispiellosen Beständigkeit gegen Fluoridsalzkorrosion und ihrer hervorragenden Hochtemperaturfestigkeit als kritisches Infrastrukturmaterial unersetzlich.
Die Nickellegierung Hastelloy N weist eine gute Oxidationsbeständigkeit an der Luft auf. Es ist vielversprechend für den Dauerbetrieb bei Temperaturen bis zu 1800 Grad F (982 Grad). Auch eine zeitweilige Verwendung bei Temperaturen bis zu 1900 Grad F (1038 Grad) ist möglich. Bei Temperaturen bis zu 1200 Grad F (649 Grad) konnte für die Legierung keine erkennbare Oxidation gemessen werden.
Chemische Zusammensetzung der Hastelloy N-Nickellegierung
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Element |
Inhalt (%) |
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Nickel, Ni |
71 |
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Molybdän, Mo |
16 |
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Chrom, Cr |
7 |
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Eisen, Fe |
Kleiner oder gleich 5 |
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Silizium, Si |
Kleiner oder gleich 1 |
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Mangan, Mn |
Kleiner oder gleich 0,80 |
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Wolfram, W |
Kleiner oder gleich 0,50 |
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Aluminium, Al + Titan, Ti |
Kleiner oder gleich 0,50 |
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Kupfer, Cu |
Kleiner oder gleich 0,35 |
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Cobalt, Co |
Kleiner oder gleich 0,20 |
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Kohlenstoff, C |
Kleiner oder gleich 0,080 |
Mechanische Eigenschaften der Hastelloy N-Nickellegierung
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Eigenschaften |
Metrisch |
Kaiserlich |
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Zugfestigkeit |
800 MPa |
116.000 psi |
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Bruchdehnung (in 25,4 mm) |
39.3% |
39.3% |
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Elastizitätsmodul (@14 Grad) |
219 GPa |
31800 ksi |
Einschränkungen bei der Nickellegierung Hastelloy N
Oxidationsbeständigkeit: Seine Oxidationsbeständigkeit beginnt sich ab etwa 750 Grad deutlich zu verschlechtern und ist schlechter als die von Legierungen mit hohem Chromgehalt (wie Hastelloy X) oder aluminidbeschichteten Materialien. Daher ist es nicht für den langfristigen Einsatz in oxidierenden Atmosphären mit hohen Temperaturen geeignet.
Schwellung durch Bestrahlung: In frühen Studien zeigte Hastelloy N bei Bestrahlung mit schnellen Neutronen eine gewisse Heliumblasenbildung und Volumenschwellung. Nachfolgende Legierungsverbesserungen (wie die Zugabe von Nb und Ti) haben die Strahlungsbeständigkeit verbessert.
Verarbeitung und Herstellung von Hastelloy N-Nickellegierungen
Heißes Arbeiten: Warmbearbeitungen wie Schmieden und Walzen können in einem Temperaturbereich von 1000–1200 Grad durchgeführt werden.
Kaltumformung: Die Kaltverfestigungsrate ist hoch und bei der Kaltumformung ist ein Zwischenglühen erforderlich.
Schweißen: Herkömmliche Methoden wie Wolfram-Inertgasschweißen (GTAW/TIG) und Metall-Inertgasschweißen (GMAW/MIG) können verwendet werden, ohne dass eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erforderlich ist.
Wärmebehandlung: Der Standard-Wärmebehandlungsplan umfasst das Halten bei 1177 Grad und anschließendes schnelles Abkühlen, um eine gleichmäßige feste Lösungsstruktur zu erreichen.
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