Materiálový list: Nimonic 75 / 2.4951 (Alloy 75 / Nicrofer 8020)
Nimonic 75 (W.Nr. 2.4951, UNS N06075) je základní kovaná superlegura na bázi niklu a chromu (systém 80/20 Ni-Cr) s kontrolovaným přídavkem titanu a uhlíku. Jedná se o historicky první a velmi rozšířenou slitinu řady Nimonic. Vyznačuje se vynikající odolností vůči vysokoteplotní oxidaci a odlupování okují za sucha, dobrou mechanickou pevností při teplotách do 1000 °C a výbornou tvárností. Je vysoce ceněna pro svou špičkovou svařitelnost a strukturní stabilitu v náročných průmyslových i leteckých provozech.
1. Přesné chemické složení
| Prvek (Značka) |
Procentuální podíl (%) |
Hlavní metalurgický význam a vliv |
| Nikl (Ni) |
Zbytek (cca 72 - 78 %) |
Základní kov matrice poskytující vysokou vysokoteplotní houževnatost, excelentní plasticitu a odolnost proti nitridaci. |
| Chrom (Cr) |
18.0 - 21.0 % |
Zaručuje spolehlivou ochranu před vysokoteplotní oxidací za sucha díky tvorbě passivní povrchové vrstvy oxidu chromitého. |
| Titan (Ti) |
0.20 - 0.60 % |
Kontrolovaný přídavek, který fixuje uhlík a přispívá k jemnosti zrna a stabilizaci struktury mřížky za tepla. |
| Železo (Fe) |
Max. 5.0 % |
Doprovodný konstrukční kov stabilizující austenitickou matrici tuhého roztoku. |
| Mangan (Mn) |
Max. 1.0 % |
Zlepšuje tvárnost a technologickou zpracovatelnost za tepla, působí jako deoxidant při metalurgickém tavení. |
| Uhlík (C) |
0.08 - 0.15 % |
Řízené množství zajišťuje tvorbu stabilních sekundárních karbidů titanu a chromu zpevňujících hranice zrn za žáru. |
2. Mechanické vlastnosti (Typické hodnoty při 20 °C)
| Mechanický parametr |
Garantovaná hodnota |
Podmínky a stav materiálu |
| Mez kluzu (Rp 0.2) |
≥ 220 MPa |
V rozpuštěném žíhaném stavu (Solution Annealed); vykazuje vysokou plasticitu pod napětím. |
| Pevnost v tahu (Rm) |
650 - 800 MPa |
Standardní pevnostní rozsah pro válcované plechy, kalibrované dráty a kované polotovary. |
| Tažnost (A5) |
≥ 35 % |
Mimořádně vysoká plasticita za studena usnadňující strojírenské tváření, lisování a ohýbání. |
| Mez pevnosti při tečení (Creep) |
Standardní stabilita |
Materiál je zpevněn tuhým roztokem a vykazuje stabilní chování pod trvalým napětím v mírnějším žáru. |
3. Fyzikální vlastnosti
| Fyzikální veličina |
Hodnota |
Teplota a poznámka |
| Hustota |
8.37 g/cm3 |
Měrná hmotnost superlegury při pokojové teplotě 20 °C. |
| Bod tání |
1340 - 1390 °C |
Stabilní a konstantní teplota tavení čisté nikl-chromové austenitické struktury. |
| Tepelná vodivost |
11.7 W/m·K |
Měřeno při 20 °C; plynule roste se zvyšujícím se teplotním zatížením. |
| Modul pružnosti (E) |
207 GPa |
Modul pružnosti v tahu zaručující vysokou mechanickou a rozměrovou tuhost konstrukčních dílů. |
4. Detailní popis vlastností a korozní odolnosti
Hlavní metalurgickou předností Nimonicu 75 je jeho strukturní stabilita a jednoduchost zpracování. Na rozdíl od vyšších tříd řady Nimonic (např. Nimonic 80A nebo 90) není tato slitina precipitačně vytvrditelná intermetalickými fázemi, ale je zpevněna čistě tuhým roztokem a karbidy. To zaručuje, že materiál netrpí sklonem k popuštění a zachovává si identické vlastnosti i po dlouhodobém žáru. Za vysokých teplot tvoří na svém povrchu velmi přilnavý a stabilní oxidický film, který účinně brání oxidaci za sucha a nauhlíčení v pecních atmosférách až do teploty 1000 °C. Slitina vyniká naprosto excelentní svařitelností všemi běžnými metodami bez rizika trhlin za tepla. Vysoký podíl niklu navíc poskytuje spolehlivou rezistenci vůči chloridovému koroznímu praskání pod napětím za mokra.
5. Nejčastější průmyslové aplikace a využití
- Letecký průmysl a aerospace: vnitřní sálavé plechy, pláště spalovacích komor proudových motorů, potrubí plamenců a konstrukční úchyty výfukových systémů.
- Konstrukce průmyslových pecí: retortové pece, mufle, ochranné kryty hořáků, vnitřní vyzdívky a vysoce namáhané transportní závěsy pro tepelné zpracování kovů.
- Průmyslová energetika: ochranná pouzdra pro termočlánky, upevňovací svorníky a komponenty plynových turbín pracující v mírnějším žáru.
- Tepelné zpracování skla a nukleární inženýrství vyžadující strukturně spolehlivé žárové díly.
6. Přehled norem a specifikace dle hutních polotovarů
| Typ polotovaru |
Technická norma ASTM / AMS / BS / DIN |
Rozsah platnosti a určení aplikace |
| Plech / Deska / Pás |
AMS 5544 / BS HR203 / DIN 17750 |
Válcované žáropevné desky a plechy pro stavbu plášťů spalovacích komor, stěn pecí a krakovacích panelů. |
| Kruhová tyč / Výkovek |
ASTM B637 (Tyče) / AMS 5715 / BS HR5 / DIN 17752 / B564 |
Kované a tažené tyče pro strojírenské obrábění vysoce zatížených žárových svorníků, pecních hřídelí a turbínových čepů. |
| Trubka bezešvá |
BS HR403 / DIN 17751 |
Bezešvé přesné trubky pro technologické parní reformery a trubkové svazky vysokoteplotních průmyslových výměníků tepla. |
| Trubka svařovaná |
BS HR403 (Welded) |
Svařované procesní krakovací trubky větších průměrů pro energetické a rafinérské vzduchotechnické instalace. |
| Drát |
AMS 5683 / DIN 17753 |
Žárové dráty pro průmyslová pecní sítě, tkané dopravní pásy do žárových pecí a speciální high-temperature spojovací materiál. |
Tento technický list má výhradně informativní charakter. Data jsou sjednocena z oficiálních specifikací výrobců Special Metals, VDM Metals a Haynes International za účelem křížového porovnání ekvivalentů.