니켈 합금 X750 분말
니켈 합금 X750은 침전 경화가 가능한 니켈-크롬 합금으로 부식 및 산화에 대한 저항성이 뛰어납니다. 노화 경화 후에도 강도, 인성 및 연성을 유지하는 것으로 유명하며 고온 강도가 뛰어납니다.
X750은 어닐링 상태에서 성형성이 우수하며 표준 성형 방식을 사용하여 쉽게 제작할 수 있습니다. 쉽게 단조하거나 열간 가공할 수 있습니다. 냉간 성형에도 특별한 문제가 없습니다. 또한 용접성도 우수합니다.
다음은 니켈 합금 X750 분말의 특성과 응용 분야에 대한 개요입니다:
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목차
개요
니켈 합금 X750 분말 은 침전 경화가 가능한 니켈-크롬 합금으로 부식 및 산화에 대한 저항성이 뛰어납니다. 노화 경화 후에도 강도, 인성 및 연성을 유지하는 것으로 유명하며 고온 강도가 뛰어납니다.
X750은 어닐링 상태에서 성형성이 우수하며 표준 성형 방식을 사용하여 쉽게 제작할 수 있습니다. 쉽게 단조하거나 열간 가공할 수 있습니다. 냉간 성형에도 특별한 문제가 없습니다. 또한 용접성도 우수합니다.
다음은 니켈 합금 X750 분말의 특성과 응용 분야에 대한 개요입니다:
구성:
- 니켈: 70%
- 크롬: 15%
- 철: 7%
- 티타늄 및 알루미늄 추가
속성:
- 부식 및 산화에 대한 탁월한 내성
- 최대 1300°F(704°C)까지 높은 강도와 인성을 유지합니다.
- 연령 경화 가능
- 간편한 제작
- 우수한 용접성
애플리케이션:
- 가스터빈 구성 요소
- 터보차저 구성 요소
- 열처리 설비
- 핵연료 요소 스페이서
- 화학 및 식품 가공 장비
유형 및 명칭
니켈 합금 X750 파우더는 다양한 입자 크기 분포로 제공됩니다:
| 유형 | 입자 크기 |
|---|---|
| 고급 등급 | 15-45 μm |
| 중간 등급 | 45-106 μm |
| 거친 등급 | 106-250 μm |
또한 몇 가지 표준 사양과 명칭이 있습니다:
- UNS N07750
- WNR 2.4668
- AMS 5667
- ASME SB-171
- ASTM B640
구성 및 속성
니켈 합금 X750 분말의 일반적인 구성과 특성은 다음과 같습니다:
표 1: 니켈 합금 X750 분말의 화학 성분
| 요소 | 구성 (%wt) |
|---|---|
| 니켈(Ni) | 70.0분 |
| 크롬(Cr) | 14.0-17.0 |
| 철(Fe) | 5.0-9.0 |
| 티타늄(Ti) | 0.7-1.2 |
| 알루미늄(Al) | 0.2-1.0 |
| 탄소(C) | 최대 0.08 |
| 망간(Mn) | 최대 1.0 |
| 실리콘(Si) | 최대 1.0 |
| 구리(Cu) | 최대 0.5 |
| 유황(S) | 최대 0.015 |
| 인(P) | 최대 0.015 |
표 2: 니켈 합금 X750 분말의 물리적 특성
| 속성 | 가치 |
|---|---|
| 밀도 | 8.36g/cc |
| 융점 | 2400~2550°F(1315~1399°C) |
| 열 전도성 | 9.4-12.4 W/m-K(68-218°F) |
| 탄성 계수 | 31 x 106 psi |
| 전기 저항 | 617 μΩ-cm |
| 열팽창 계수 | 8.1 x 10-6/°F(14.6 μm/m-°C) |
표 3: 니켈 합금 X750 분말의 기계적 특성
| 기계적 속성 | 가치 |
|---|---|
| 인장 강도 | 190-240 ksi(1310-1655 MPa) |
| 0.2% 항복 강도 | 140-190 ksi(965-1310 MPa) |
| 신장 | 10-22% |
| 경도 | 로크웰 C 35-45 |
응용 프로그램 및 용도
니켈 합금 X750 분말의 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:
표 4: 니켈 합금 X750 분말의 응용
| 산업 | 애플리케이션 |
|---|---|
| 항공우주 | 가스터빈 엔진 부품, 터보차저 부품 |
| 자동차 | 배기 밸브 및 구성품 |
| 산업 | 열처리 설비 및 트레이 |
| 석유 및 가스 | 웰헤드 구성품, 밸브, 펌프 |
| 화학 | 원자로 용기, 배관, 열교환기 |
| 식품 가공 | 압력 용기, 증발기 |
| 핵 | 연료 요소 스페이서 및 스프링 |
내열성 및 내식성이 뛰어난 X750은 가스 터빈, 터보차저, 산업용 용광로 및 기타 최대 1300°F(704°C)의 고온 환경에서 사용하기에 적합합니다.
높은 강도는 밸브, 펌프, 고압 용기 및 배관과 같이 기계적 스트레스를 받는 부품에 유용합니다.
뛰어난 상온 인장, 수율 및 크리프 파열 특성과 내산화성 및 가공성이 결합되어 많은 중요한 화학 공정 산업 응용 분야에서 입증된 이점을 제공합니다.
사양 및 가용성
니켈 합금 X750 분말은 다양한 크기의 글로벌 특수 금속 공급업체에서 쉽게 구할 수 있습니다:
표 5: 니켈 합금 X750 분말 크기 및 치수
| 유형 | 입자 크기 | **ASTM 화면 크기 ** |
|---|---|---|
| 초미세먼지 | 1~5μm | N/A |
| 괜찮아요 | 15-45 μm | -325 메쉬 |
| Medium | 45-106 μm | 140-325 메시 |
| 거친 | 106-250 μm | -140 메시 |
표 6: 니켈 합금 X750 분말의 표시 가격
| 유형 | 상태 | 가격 ($/kg) |
|---|---|---|
| 가루 | -325 메시 | $75 – $150 |
| 가루 | 140-325 메시 | $50 – $120 |
| 가루 | -140 메시 | $45- $100 |
가격은 수량과 정확한 사양에 따라 달라질 수 있습니다. 맞춤형 견적은 주요 제조업체 및 공급업체에 문의하세요.
합금 718과의 비교
니켈 합금 X750은 인기 있는 합금 718과 유사한 조성을 가진 고성능 니켈-크롬 제품군에 속합니다.
다음은 주요 매개변수에 대한 Alloy X750과 Alloy 718 파우더의 비교입니다:
표 8: 니켈 합금 X750과 합금 718 비교
| 속성 | X750 | 718 |
|---|---|---|
| 밀도(g/cc) | 8.36 | 8.19 |
| 녹는 온도 범위(°F) | 2400-2550 | 2300-2350 |
| 인장 강도(ksi) | 190-240 | 160-220 |
| 크리프 강도 | 더 나은 | 양호 |
| 제작 가능성 | 더 나은 | 보통 |
| 용접성 | 우수 | 보통 |
| 내식성 | 우수 | 보통 |
| 산화 저항 | 우수 | Poor |
| 비용 | 보통 | 저렴한 |
| 가용성 | 보통 | 즉시 사용 가능 |
요약하면 Alloy X750이 보여줍니다:
- 고온 서비스 가능성을 위한 높은 크리프 강도
- 제조 편의성을 위한 향상된 직물성 및 용접성
- 내식성 및 내산화성 대폭 개선
- 718 이상의 중간 비용 프리미엄
Alloy X750은 극한 환경에서는 선호되는 선택이며, Alloy 718은 덜 중요한 애플리케이션에는 보다 경제적인 솔루션을 제공합니다.
장점과 한계
니켈 합금 X750 파우더의 주요 장점과 한계는 다음과 같습니다:
표 9: 니켈 합금 X750 분말의 장점
| 장점 |
|---|
| 우수한 상온 인장, 항복 및 파열 강도 |
| 최대 1300°F(704°C)의 인장 강도 유지 |
| 크리프 및 열 피로 균열에 강함 |
| 최대 1800°F(982°C)의 환원 및 산화 매질에 대한 뛰어난 부식 저항성 |
| 최대 2200°F(1204°C)의 뛰어난 내산화성 |
| 어닐링 상태에서의 우수한 성형성 |
| 쉽게 단조 또는 열간 가공 |
| 기존 방법을 사용하여 쉽게 용접 |
가공 및 제조
니켈 합금 X750 분말은 다양한 방법을 사용하여 완제품으로 가공할 수 있습니다:
캐스팅
- 일반적으로 인베스트먼트 주조가 사용됩니다. 세라믹 몰드를 사용하면 2600~2800°F(1427~1538°C)에서 주조할 수 있습니다. 매우 견고한 주물을 생산합니다.
- 모래 주조도 가능하지만 견고성을 얻으려면 액체 금속을 추가로 공급해야 합니다. 특수 샌드 바인더가 필요할 수 있습니다.
- 쉘 몰드 주조는 인베스트먼트 주조와 비슷한 제품을 생산합니다. 얇은 롤을 생산할 수 있습니다.
- 흑연 주형에서의 연속 주조는 추가 가공을 위한 빌릿을 생산하는 데 널리 사용됩니다.
표 11: 캐스팅 사양
| 프로세스 | 크기 | 허용 오차 | 마감 |
|---|---|---|---|
| 투자 | 0.1-100파운드 | ± 0.030인치/인치 | 애즈 캐스트, HIP |
| 모래 | 25-2000파운드 | ± 0.125인치/인치 | 아스 캐스트, 지상 |
| Shell | 0.5-75파운드 | ± 0.060인치/인치 | 아캐스트 |
| 연속 캐스트 | 3-12 디아 빌릿 | 직경 ± 0.125인치/인치 | 핫 워크 |
핫 티어, 미세 다공성 및 분리와 같은 일반적인 주조 결함이 발생할 수 있지만 적절한 게이팅/리저링, 금형 설계 및 주입/쉐이크아웃 관행을 통해 이를 최소화할 수 있습니다.
변형 처리
열간 작업은 2150~2300°F(1177~1260°C) 사이에서 수행한 후 공랭식으로 진행합니다. 열간 가공은 1900°F(1038°C) 이하에서 이루어집니다. 냉간 가공은 중간 어닐링이 필요할 수 있습니다.
일반적인 방법은 다음과 같습니다:
- 단조: 폐쇄형 다이 공정으로 최고의 물성 생성
- 롤링: 평면 및 형상 롤링 모두 수행. 최소 두께 감소 30%
- 압출: 최대 직경 8인치 섹션에서 우수한 특성 구현
- 그리기: 무거운 와이어/바를 그릴 수 있습니다. 중간 연화가 필요할 수 있습니다.
표 12: 주요 사양
| 방법 | 크기 범위 | 절감 | 마감 |
|---|---|---|---|
| 단조 | 0.1-1000파운드 | 30-90% | 핫 워크 |
| 롤링 | 0.05-500파운드 | 30-80% | 핫 밴드 |
| 압출 | 0.5-500파운드 | 75-90% | 압출된 상태 |
| 그리기 | 0.003-3 in dia | 30-65% | 밝은 어닐링 |
가입 절차
모든 표준 방법은 X750 부품을 효과적으로 접합할 수 있습니다. 최적의 특성을 위해 선호되는 합금과 일치합니다.
용접: 가스 텅스텐 아크(GTAW) 및 가스 금속 아크 용접(GMAW)이 가장 널리 사용됩니다. 저항 및 레이저 빔 용접도 가끔 적용됩니다. 일치하는 조성의 필러 봉이 사용됩니다. 접합부는 우수한 강도를 나타냅니다. 균열을 방지하기 위해 적절한 예열 및 용접 후 열처리가 필수적입니다.
브레이징: 진공 브레이징은 강도와 온도 저항성을 가장 잘 조합합니다. 1900-2000°F(1038-1093°C)에서 브레이징하는 데 사용되는 다양한 은 브레이징 합금. 간격, 플럭스 및 대기를 제어하는 데 중요합니다.
표 13: 권장 사항 참여
| 프로세스 | 방법 | 필러 금속 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 용접 | GTAW, GMAW | 합금 625, 725 | 최대 인터패스 온도 관찰 |
| 브레이징 | 진공 | 실버 브레이즈 | 플럭스리스 선호 |
| 클래딩 | 롤 본딩 | 구리 합금 | 열간 압연 도금 |
| 고정 | 볼트 체결, 리벳팅 | Alloy X750 | 냉간 가공 구멍 사용 |
포스트 프로세싱 처리
용액 열처리와 숙성 경화를 통해 최적의 특성을 개발합니다:
솔루션 처리 - 2100~2300°F(1149~1260°C)에서 공기 또는 물로 담금질합니다. 이후 시효 경화가 가능합니다.
나이 경화 - 1325~1425°F(±25°F)에서 10~50시간 숙성 후 공기 냉각합니다. 강수량 경화를 통해 강도를 극대화합니다.
선택적 안정화 처리에는 850~1200°F에서 1~16시간 동안 안정화 처리하여 향후 속성 변화에 대비합니다.
표 14: 사후 처리 사양
| 프로세스 | 치료 | 예상 속성 |
|---|---|---|
| 솔루션 처리 | 2150°F(1177°C), 30분, AC | 최적화된 마이크로 구조 |
| 나이 경화 | 1350°F(732°C), 24시간, AC | 190-240 ksi UTS |
| 안정화 | 1000°F(538°C), 4시간, AC | 안정적인 경도 |
파우더 생산
니켈 합금 X750 분말은 가스 분무 및 물 분무 방식으로 상업적으로 생산됩니다. 특수 노즐과 보정된 체질을 통해 입자 크기 분포를 엄격하게 제어합니다. 오염을 방지하기 위해 고순도 불활성 가스를 사용합니다.
표 15: 파우더 생산 방법
| 프로세스 | 크기 | 평가 | 순도 |
|---|---|---|---|
| 가스 분무 | 10-250 μm | 30-200kg/시간 | 99.9% |
| 물 분무 | 25-150 μm | 20-100kg/시간 | 99.7% |
가스 및 물 분무 분말은 모두 적층 제조, 금속 사출 성형 및 기타 분말 야금 응용 분야에 이상적인 구형 입자 형태를 보여줍니다.
디자인 데이터
엔지니어링 및 부품 설계 활동 중 참고할 수 있도록 니켈 합금 X750의 주요 설계 데이터 매개변수가 아래에 요약되어 있습니다:
표 16: 니켈 합금 X750의 설계 데이터 파라미터
| 범주 | 값 | 댓글 |
|---|---|---|
| 밀도 | 0.302lb/in3 | 적당한 무게 |
| 영의 계수 | 30.8 x 106 psi | 강성 |
| 푸아송 비율 | 0.294 | – |
| 전단 계수 | 11.7 x 106 psi | 형태 변화에 대한 내성 |
| 전기 저항 | 617 μΩ-cm | 구리보다 높은 저항 |
| 마찰 계수 | 0.46-0.80 | 표면 마감에 따라 다름 |
| 열 전도성 | 113-124 BTU-in/hr-ft2-°F | 스테인리스강보다 높은 온도 |
| 비열 | 0.106 BTU/lb-°F | – |
| 평균 CTE | 7.3 x 10-6인치/인치-°F | RT-500°F 사이의 평균 |
| 프랜드틀 번호 | 0.012 | 운동량 확산성과 열 확산성의 비율 |
| 열전달 계수 | 120-200 BTU/hr-ft2-°F | 환경에 따라 다름 |
구조적 하중 조건
극한의 온도에서 구조 엔지니어링을 계산하려면 다음을 사용하세요:
- 인장 항복 강도: 140-190 ksi
- 압축 항복 강도: 170-220 ksi
- 모듈 비율, E(합금 X750)/E(스틸): 1.0
최대 500°F의 실온에서 - 0.002인치/년 미만의 중간 정도의 부식 속도가 예상됩니다.
최대 1900°F - 고온 부식 및 산화에 대한 내성이 뛰어납니다. 포물선 속도 상수 kp = 3.4 x 10-8 mg2/cm4/s를 사용합니다.
크리프 및 피로 저항
합금 X750은 우수한 크리프 저항성을 보여줍니다. 1300°F(980°C)에서 100,000시간 동안 80ksi 이상의 파열 강도를 제공합니다.
주기적인 피로 상태의 경우 사용하세요:
- 지구력(106 사이클) 피로 강도 95-100 ksi
- 조립식보다 가공된 표면 마감의 경우 감소 계수 1.0
환경은 피로 강도에 미치는 영향이 적습니다. 대기 환경의 경우 피로 감소 계수 = 0.95를 사용합니다.
니켈 합금 X750 가공
니켈 합금 X750은 어닐링 상태에서 가공성이 뛰어나며 대부분의 표준 작업장 방법과 공구를 사용하여 가공할 수 있습니다.
효과적인 칩 제어를 위해 칩 브레이커를 권장합니다. 진동을 최소화하기 위해 견고한 설정이 필요합니다. 날카로운 절삭날이 있는 포지티브 레이크 절삭 공구는 공구 수명이 가장 길다.
열전도율이 낮으면 열이 집중되므로 냉각수를 충분히 사용해야 합니다.
표 17: 가공 방법
| 방법 | 도구 재료 | 속도/피드 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 선회 | 고속강, 카바이드, 세라믹, CBN, PCD | 100-250 sfm | 두꺼운 컷 깊이 사용 |
| 드릴링 | TiAlN 코팅 카바이드 | 10~30초 | 더 큰 직경의 펙 드릴 |
| 스레딩 | 카바이드 인서트 | 4-10 IPR | 공구 노즈 반경 유지 |
| 갈기 | 카바이드, |
가공 및 제조
니켈 합금 X750 분말은 다양한 방법을 사용하여 부품으로 가공할 수 있습니다:
적층 제조
3D 프린팅이라고도 하는 적층 제조(AM)는 니켈 합금 분말을 공급 원료로 사용하여 부품을 한 층씩 쌓아 올립니다. X750에 적합한 일부 AM 기술은 다음과 같습니다:
직접 금속 레이저 소결(DMLS)
- 고출력 레이저로 분말을 선택적으로 녹입니다.
- 미세한 미세 구조의 완전 고밀도 부품 생산
- 뛰어난 치수 정확도 및 표면 마감
- 복잡한 기하학적 구조 가능
전자빔 용융(EBM)
- 진공 상태에서 전자빔으로 분말을 녹입니다.
- 우수한 강도로 최대 밀도에 가까운 밀도 달성
- 레이저 공정에 비해 낮은 표면 마감
- 높은 빔 출력으로 인한 빠른 빌드 속도
바인더 분사
- 분말 입자를 결합하기 위해 선택적으로 증착된 액체 결합제
- 높은 생산성을 갖춘 비용 효율적인 프로세스
- 소결 및 침투와 같은 후처리가 필요합니다.
- 우수한 기하학적 자유도로 더 큰 부품 제작 가능
콜드 스프레이
- 초음속으로 가속되어 기판에 충격을 가하는 분말 입자
- 운동 에너지가 파티클과 표면을 결합합니다.
- 두꺼운 코팅과 자유형 모양을 만들 수 있습니다.
- 최소한의 가열로 기본 재료 특성 보존
표 11: 니켈 합금 X750의 적층 제조 공정
| 프로세스 | 정밀도 | 표면 마감 | 기계적 특성 | 지오메트리 | 속도 |
|---|---|---|---|---|---|
| DMLS | 높음 | 우수 | 예측 가능 | 복합 | 느림 |
| EBM | 높음 | 보통 | 일관성 | 복합 | 보통 |
| 바인더 제트 | 보통 | Poor | 변수 | Simple | 빠른 |
| 콜드 스프레이 | 낮음 | Rough | 이방성 | Simple | 빠른 |
레이저 출력, 빔 크기, 해치 간격, 스캐닝 전략과 같은 파라미터를 최적화하여 부품 밀도, 표면 품질, 미세 구조 및 기계적 성능을 제어할 수 있습니다.
열간 등방성 프레스(HIP) 및 에이징과 같은 열처리를 후처리로 적용하여 치밀화 및 재료 특성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
캐스팅
X750 합금은 유도 용해와 같은 공정을 사용하여 잉곳, 빌릿 및 바 형태로 주조할 수도 있습니다:
- 진공 유도 용융
- 일렉트로슬래그 재용융
- 투자 주조
주조 제품은 단조, 압연 및 압출과 같은 후속 분해 작업의 공급 원료로 사용됩니다. 또한 그물 모양의 부품으로 직접 가공할 수도 있습니다.
변형 처리
니켈 합금 주조 원료에는 다양한 변형 기술을 적용할 수 있습니다:
단조
- 다이 사이에 주조 잉곳을 누르거나 망치로 두드리기
- 입자 흐름 및 작업 경화를 통한 강도 향상
- 그물 모양에 가까운 모양 구현 가능
롤링
- 롤 사이의 두께 압축 및 감소
- 시트, 스트립 및 플레이트 생산
- 입자 구조 제어 및 속성 향상
압출
- 다이 구멍을 통해 강제 통과
- 단면이 고정된 긴 단면 형성
- 균일한 미세 입자의 고밀도 제품
그리기
- 인장력을 사용하여 다이를 당기기
- 바, 튜브 또는 와이어의 단면을 줄입니다.
- 강도 및 경도 증가
합금은 연성을 회복하고 균열을 방지하기 위해 작업 중에 주기적으로 어닐링됩니다. 원하는 특성을 얻기 위해 최종 열처리와 노화가 이어집니다.
자주 묻는 질문
Q: 니켈 합금 X750이란 무엇인가요?
A: X750은 강수량 경화가 가능한 니켈-크롬 합금으로 최대 1300°F(700°C)의 우수한 강도, 뛰어난 내식성 및 내산화성, 우수한 제작 특성을 갖추고 있습니다.
Q: X750의 일반적인 애플리케이션은 무엇인가요?
A: 가스터빈 부품, 터보차저 부품, 핵 연료 요소, 화학 처리 장비, 식품 가공 용기 등 열악한 환경의 고온에서 성능이 필요한 모든 곳에 사용됩니다.
Q: 니켈 합금 X750은 용접이 가능한가요?
A: 예, X750은 고강도 침전 경화 합금으로 용접성이 우수합니다. 가스 텅스텐 아크 및 가스 금속 아크 용접은 건전한 용접을 생성할 수 있습니다. 용접 후 응력 완화 열처리가 종종 사용됩니다.
