Konu Başlığı

MMT113
Endüstriyel Malzemeler
6 Nikel, Titanyum ve Kobalt alaşımları
Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir
2012-20123Güz Yarıyılı
Nikel ve Alaşımları:
Ticari Saf Nikel
Nikel-Bakır Alaşımları (Monel)
Nikel-Krom Alaşımları
Nikel-Molibden Alaşımları
Nikel Esaslı Süperalaşımlar
Nikel-Demir Esaslı Süperalaşımlar
Yönlendirilerek Katılaşmış Nikel-Esaslı Süper Alaşımların Tek Kristal Dökümleri
2
Nikel ve Alaşımları
Nikel ve nikel alaşımları kullanımı
Gaz türbini
3
Nikel ve nikel alaşımları kullanımı
Jet motoru
4
5
Nikel cevher yatakları
Nikel
Alaşımı
200
201
270
205
220
230
211
% Ni
%C
% Mn
% Fe
% Si
% Mg
% Cu
99,5*
99,5*
99,98
99,5*
99,5*
99,5*
95,0*
0,08
0,01
0,01
0,08
0,04
0,05
0,1
0,2
0,2
<0,001
0,2
0,1
0,08
4,8
0,2
0,2
0,003
0,1
0,05
0,05
0,4
0,2
0,2
<0,001
0,08
0,08
0,02
0,08
<0,001
0,05
0,05
0,06
-
0,13
0,13
<0,001
0,08
0,05
0,05
0,13
%Diğer
<0,001Co
*Kobalt içerikli
Ticari saflık esaslı nikel alaşımlarının nominal
kimyasal kompozisyonları
6
Nikel
Alaşımı
200
201
270
205
220
230
211
Tipik Uygulamalar
Yiyecek proses ekipmanları, kimyasal nakil fıçıları, elektrik
ve elektronik parçalar, uçak ve füze parçaları, roket motor
kılıflar, güç çeviriciler
Çubukların kaplanması, yanma botları
Yüksek saflıkta nikel: katot kolları, floresan lambaları, ısı
değiştiriciler, ısı koruyucular
Destek telleri ve çubukları; kurşun teller; saplamalar;
anotlar.
Elektronik alıcı tüpleri için esas malzeme.
Özel elektron tüp uygulamaları; bu alaşım esas olarak
titanyumsuzdur.
Ni 205’den yüksek dayanım ve esas sertlik; kıvılcım
elektrotları; destek telleri; grid yanal sarma telleri.
Ticari saflık esaslı nikel alaşımlarının tipik
uygulamaları
7
Monel
Ni
Alaşımları
400
66,5*
Cu
Al
Ti
31,5
R-405
K-500
66,5*
66,5*
31,5
29,5
404
54,5
44,0
0,045
3,0
0,6
Tipik Uygulamaları
Valfler ve pompalar, marine donanımları, kimyasal proses
ekipmanları, ısı değiştiriciler.
Su saati parçaları,vida makinesi ürünleri.
Pompa şaftları ve pervaneleri, doktor bıçakları ve kazıyıcılar, petrol
kuyusu delme sıkma bilezikleri.
Dalga kılavuzları, metalden seramiğe sızdırmazlık, transistör
kapsülleri.
*Kobalt İçerir
8
Bazı Nikel-Bakır (Monel) alaşımlarının
kimyasal kompozisyonları ve tipik uygulamaları
Alaşım
% Ni
Inconel 600 75,0
% Cr
15,5
% Fe
8,0
% Mn
0,5
% Si
0,2
Diğer
Inconel 601
60,5
23,0
4,1
0,5
0,2
1,4 Al
Inconel 620 61,0
21,5
2,5
0,2
0,2
9,0Mo
3,6Nb
Inconel 690
61,5
29
9
0,5
0,2
0,5Cu
Tipik Uygulamalar
Fırın sargıları, ısı değiştirme boruları, kimyasal
ve yiyecek proses ekipmanları karbürleme
sepetleri, yaylar
Isıl işlem sepetleri, ışıyan fırın boruları, fırın
sargıları ve damıtma kapları, termoelementler
Kanal sistemleri, yanma sistemleri, geri
çevirme mandal donanımları, petrol ağızlıkları,
yanmadan sonra sprey çubukları
Yüksek sıcaklık atmosferlerine ve pek çok sulu
maddelere mükemmel dirençli yüksek bir krom
nikel alaşımı. Kükürt içeren gazlarda yüksek
sıcaklık hizmeti için kullanışlılık.
9
Bazı nikel-krom (Inconel) alaşımlarının
kimyasal kompozisyonları ve tipik uygulamaları
Alaşımlar
Inconel X-750
Udimet 500
Udimet 700
Waspaloy
Astroloy
Rene 41
Nimonic 80 A
Nimonic 90
Nimonic 105
Nimonic 115
B- 1900
MAR-M200
Inconel 738
Rene 77
Rene 80
Dövülmüş Alaşımlar
Tipik Uygulamalar
Gaz türbin parçaları, civatalar.
Gaz türbin parçaları, levhalar, civatalar.
Jet motor parçaları.
Jet motor kanatları.
Yüksek sıcaklık için dövmeler.
Jet motor kanatları ve parçaları.
Jet motor parçaları.
Jet motor parçaları.
Jet motor parçaları.
Jet motor parçaları.
Döküm Alaşımlar
Jet motor kanatları.
Jet motor kanatları.
Jet motor kanatları.
Jet motor parçaları.
Türbin kanat parçaları.
Bazı dövülmüş ve dökülmüş nikel-esaslı süper
alaşımların tipik uygulamaları
10
Alaşım
%Ni
%Fe
%Cr
%Mo
%Al
%Ti
%Mn
%Si
Inconel 706
41,5
40,0
16,0
0,5
0,2
1,75
0,2
0,2
%C
0,03
Inconel 718
Incoley 800
Incoley 801
Incoley 901
Pyromet 860
53,0
32,5
32
42,5
43,0
18,5
44,5
46
36,0
30,0
18,6
21
20,5
12,5
12,6
3,1
5,7
6,0
0,4
0,4
0,2
1,2
0,9
0,4
1,1
2,8
3,0
0,2
0,8
0,8
0,1
0,05
0,3
0,5
0,5
0,1
0,05
0,04
0,05
0,05
0,05
-
A-286
Discaloy
V-57
26,0
26,0
27,0
53,6
54,3
52,0
15,0
13,5
14,8
1,3
2,7
1,2
0,2
0,1
0,2
2,0
1,7
3,0
1,3
0,9
0,3
0,5
0,8
0,7
0,05
0,04
0,08
Demir-nikel esaslı süper alaşımların
kimyasal kompozisyonları
% Diğer
2,9Nb
0,5Co
5,0Nb
0,4Cu
0,2Cu
0,015B
4,0Co
0,01B
0,015B
0,005B
0,01B
0,5V
11
Alaşım
Tipik Uygulamalar
Inconel 706
Gaz türbin parçaları.
Inconel 718
Jet ve roket motorları.
Incoley 800
Fırın, ısı değiştirici parçalar.
Incoley 801
Isı değiştiriciler.
Incoley 901
Gaz türbin rotorları, civatalar, kanatlar.
Pyromet 860
Türbin motor parçaları.
A-286
Gaz türbin parçaları, civatalar, kanatlar.
Discaloy
Gaz türbin parçaları, civatalar.
V-57
Jet motor rotorları.
Demir-nikel esaslı süper alaşımların tipik
uygulamaları
12
Kopma Dayanımı , ksi
650 °C
735 °C
100 saat
815 °C
Süper alaşım
100 saat 1000 saat
Inconel 706
101
84
Inconel 718
102
86
Inconel 800
32
23
Inconel 801
40
Inconel 901
80
64
49
31
19
11
Pyromet 860
95
81
60
45
33
17
A-286
61
46
35
21
13
8,0
Discaloy
52
41
30
20
15
V-57
85
70
50
29
13
1000 saat
9,3
20
100 saat
9,2
1000 saat
6,0
10
Bazı demir-nikel esaslı süper alaşımların
karakteristik kopma dayanımları
13
DIN
Malzeme
Sembol
No
2.4816
NiCr15Fe
Gaz türbini ve enerji santrali parçaları, özellikle fazla zorlanan gaz türbini kanatları.
1.4913
X19CrMoVNbN111
Yüksek ısıya dayanıklı yapı elemanları,cıvata,somun
1.4920
1.4923
X15CrMo121
X22CrMoV121
1.4960
X40CrNiCoNbN1313
Kanat, mil, pim ve buhar türbini parçaları.
Reaktör tekniği parçaları, kimya endüstrisi, türbin, buhar kazanı ve boru
donanımında parçalar.
Buhar ve gaz türbini parçaları, turbo yükleyici rotoru, disk, mil ve benzeri parçalar.
2.4969
NiCr20Co18Ti
1.4971
X12CrCoNi1220
1.4988
X18CrNiMoVNb1613
Santraller ve gaz türbinleri için kanat, disk ilave yakıcı vantilatörü, sıcak iş için
takımlar.
Kimya ve petrokimya endüstrisi yapı elemanları, gaz türbini ve santral parçaları,
pim, cıvata, somun.
Makine yapımı, kimya ve petrokimya endüstrisi, buhar ve gaz türbini parçaları.
1.4986
X18CrNiMoBNb1613
Buhar ve gaz türbini parçaları, makine elemanları fırın yapımı, reaktör teniği.
2.4983
NiCr18Co
Gaz türbini ve enerji makinelerinde kanat,disk, ventil, pim ve benzeri parçalar.
2.4982
NiCr20CoMo
Kanat, disk ilave yakıcı vantilatörü, yay gibi gaz türbini ve enerji makinesi parçaları.
1.4981
X8CrNiMoNb1616
Kanat, flanş, ventil, meme, gövde, pim gibi buhar ve gaz türbini parçaları.
Kullanım Yerleri
Yüksek sıcaklığa dayanıklı süper alaşımların
kullanım yerleri
14
Malzeme
Saf Nikel
Çekme
Dayanımı
(MPa)
344
Akma
Dayanımı
(MPa)
110
Uzama
Mukavemetlenme
%
Isıl İşlemi
Uygulamalar
45
Tavlanmış
Korozyon direnci
Ni-Cu Alaşımları
Monel 400
538
269
37
Tavlanmış
Valfler,
pompalar,
eşanjörleri
Monel
1034
759
30
Yaşlandırılmış
Mille, yaylar, pervaneler
K-500
ısı
Ni-Süper alaşımları
Inconel 600
621
200
49
Karbürler
Isıl işlem ekipmanları
Hastelloy B-2
897
414
61
Karbürler
Korozyon direnci
Hastelloy G
614
324
50
Yaşlandırılmış
Kimyasal işlemler
MAR-M246
966
862
5
Yaşlandırılmış
Jet motorları
DS-Ni
490
331
14
Dağılım
mukavemetlenmesi
Gaz türbinleri
Karbürler
Isı eşanjörleri
Fe-Ni Süper alaşımları
Incoloy 800
614
282
37
Bazı nikel alaşımları için özellik ve
uygulamaların karşılaştırılması
15
1790 yılında keşfedilmiş
20. yy. başlarında saflaştırılmış
1950’den sonra askeri uygulamalarda ve gaz tribünlerinde kullanılmış
Şimdi bisikletlerde, golf ekipmanlarında ve biyomalzeme olarak kullanılıyor.
Korozyona dayanımı yüksek, yoğunluğu düşük, mukavemeti yüksek, manyetik
değil
Donachie, 2000
16
Titanyum
Yoğunluğu çelik ve nikel alaşımlarının % 60’ı kadardır.
Mukavemeti yüksek mukavemetli paslanmaz çeliklerle karşılaştırılabilir.
Yüksek sıcaklıklarda kullanılabilen alaşımları vardır (538-595 ºC).
Fiyatı paslanmaz çeliklerin 4 katı iken süper alaşımlarla karşılaştırılabilir.
Paslanmaz çeliklere göre korozyona daha dayanıklıdır (özellikle insan
vücudunda)
Şekillendirmeye ve döküme uygundur. Kaynaklanabilirliği yüksektir.
Donachie, 2000
Titanyum ve titanyum alaşımlarının
özellikleri
17
Donachie, 2000
18
F22 Raptor savaş ucağındaki Ti parçalar
Donachie, 2000
Titanyum ve titanyum alaşımlarının
kullanım yerleri
19
Donachie, 2000
20
Titanyum ve titanyum alaşımları
Takım malzemeleri
Piller
Pigmentler
21
Kobalt
Warlimont, 2005
22
Kobalt ve kobalt alaşımlarının uygulamaları
Co içeren seramik renk pigmentleri
Co içeren boya pigmentleri
http://www.kremerpigments.com
http://engnet.jiangnan.edu.cn
Warlimont, 2005
23
Kobalt ve renk

Download Report