NIMONIC 90 und INCONEL 718 sind beide bekannte Superlegierungen auf Nickelbasis, die unter extremen Bedingungen eine außergewöhnliche Leistung zeigen und daher in verschiedenen Anwendungen mit hoher Beanspruchung sehr gefragt sind. Diese Legierungen wurden speziell entwickelt, um hervorragende mechanische Eigenschaften, Oxidationsbeständigkeit und längere Haltbarkeit in Umgebungen mit hohen Temperaturen und korrosiven Substanzen zu bieten. Das Verständnis ihrer besonderen Eigenschaften ist für Ingenieure und Materialwissenschaftler bei der Auswahl des geeigneten Materials für anspruchsvolle Anwendungen von entscheidender Bedeutung. Zu den wichtigsten Aspekten von NIMONIC 90 und INCONEL 718 gehören:
Herstellung und Verarbeitbarkeit: Beide Legierungen können zwar geschweißt und bearbeitet werden, ihre Verarbeitbarkeit unterscheidet sich jedoch erheblich, was sich auf die Herstellungsprozesse auswirkt.
Komposition: Beide Legierungen bestehen hauptsächlich aus Nickel, unterscheiden sich jedoch in ihren Legierungselementen, die ihre mechanischen Eigenschaften und Leistung beeinflussen.
Mechanische Eigenschaften: Jede Legierung bietet hohe Zug- und Streckgrenzen mit Variationen, die auf spezifische Branchenanforderungen zugeschnitten sind.
Widerstandseigenschaften: Beide Legierungen weisen eine ausgezeichnete Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit auf, die für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie bei der Energieerzeugung von entscheidender Bedeutung ist.
Anwendungen: Sie werden häufig in kritischen Komponenten für Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Öl und Gas sowie Kernenergie eingesetzt.
Komposition
| Legierung | Nickel (Ni) | Chrom (Cr) | Eisen (Fe) | Molybdän (Mo) | Kobalt (Co) | Titan (Ti) | Aluminium (Al) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NIMONIC 90 | 50-55 % | 19–21 % | Bal. | 5-6 % | 15 % | 00,5–1 % | 3-4 % |
| INCONEL 718 | 50-55 % | 17–21 % | Bal. | 2,8–3,4 % | 5 % | 00,7–1,5 % | 00,2–0,8 % |
Mechanische Eigenschaften
| Eigentum | NIMONIC 90 | INCONEL 718 |
|---|---|---|
| Dichte | 8,2g/cm³ | 8,19 g/cm³ |
| Zugfestigkeit (Raumtemperatur) | ~950 MPa | ~1000 MPa |
| Streckgrenze (Raumtemperatur) | ~750 MPa | ~900 MPa |
| Betriebstemperaturbereich | Bis 980 °C | Bis 700 °C |
| Dehnung (bei Bruch) | 20 % | 30 % |
Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit
| Legierung | Beschreibung |
|---|---|
| NIMONIC 90 | Hervorragende Oxidationsbeständigkeit, insbesondere bei hohen Temperaturen, wodurch es sich ideal für Turbinenkomponenten und Szenarien mit hoher Belastung eignet. |
| INCONEL 718 | Gute Beständigkeit gegen Oxidation und Korrosion in einer Vielzahl von Umgebungen, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt sowie bei Öl- und Gasanwendungen. |
Anwendungen
| Industrie | NIMONIC 90 Anwendungen | INCONEL 718 Anwendungen |
|---|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Turbinenschaufeln, Brennkammern und Hochtemperaturkomponenten | Flugzeugtriebwerke, Gasturbinen und Raketentriebwerke |
| Energieerzeugung | Komponenten von Gasturbinen | Herstellung von Turbinen und Reaktoren |
| Öl und Gas | Bohrlochrohre und -komponenten in rauen Umgebungen | Bohrausrüstung und Ventilkomponenten |
| Nuklearindustrie | Reaktorkomponenten, insbesondere dort, wo eine hohe Festigkeit erforderlich ist | Wird in Druckbehältern und anderen kritischen Reaktorkomponenten verwendet |
Herstellung und Verarbeitbarkeit
| Legierung | Herstellungstechniken | Bearbeitbarkeit |
|---|---|---|
| NIMONIC 90 | Schweißen, Bearbeiten, Schmieden | Mäßig – kann aufgrund seiner hohen Festigkeit schwierig zu bearbeiten sein. |
| INCONEL 718 | Schweißen, Bearbeiten, Umformen | Gut – bekannt für seine Bearbeitbarkeit und gute Schweißbarkeit. |
Vorteile
| Legierung | Vorteile |
|---|---|
| NIMONIC 90 | – Hochtemperaturfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit. |
| – Gute Verarbeitbarkeit und hohe Beständigkeit gegen thermische Ermüdung. | |
| INCONEL 718 | – Hervorragende Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen Umgebungen. |
| – Hohe Streckgrenze und Zähigkeit, wodurch es für kritische Anwendungen geeignet ist. | |
| – Gute Schweiß- und Bearbeitbarkeit, was vielseitige Fertigungsprozesse ermöglicht. |
Unterschiede
| Feature | NIMONIC 90 | INCONEL 718 |
|---|---|---|
| Hauptfokus | Entwickelt für Hochtemperaturanwendungen, insbesondere in Luft- und Raumfahrt- und Turbinenumgebungen. | Vielseitige Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt-, Öl- und Gas- sowie Nuklearindustrie mit guter Korrosionsbeständigkeit. |
| Zusammensetzungsvariabilität | Ein höherer Kobaltgehalt verbessert die Hochtemperaturleistung. | Geringerer Nickelgehalt, ausgeglichen mit anderen Legierungselementen für umfassende Leistung. |
| Bearbeitbarkeit | Aufgrund der Festigkeitseigenschaften schwieriger zu bearbeiten. | Im Allgemeinen einfacher zu verarbeiten, geeignet für komplexe Geometrien und Fertigungen. |
Diese vergleichende Analyse skizziert die wichtigsten Merkmale und Anwendungen von NIMONIC 90 und INCONEL 718 und hilft dabei zu bestimmen, welche Legierung aufgrund ihrer jeweiligen Eigenschaften und Vorteile für bestimmte technische Anforderungen besser geeignet sein könnte.