Materiálový list: Alloy X-750 / 2.4669 (Inconel X-750 / Nicrofer 7016 TiNb)
Alloy X-750 (W.Nr. 2.4669, UNS N07750) je precipitačně vytvrditelná superlegura na bázi niklu a chromu, legovaná hliníkem, titanem a niobem. Kombinuje vysokou pevnost v tahu a vysokou mez kluzu s vynikající odolností proti creepu (tečení kovu) a relaxaci napětí při zvýšených teplotách až do 700 °C. Navíc vykazuje výbornou odolnost vůči vysokoteplotní oxidaci a korozi v širokém spektru průmyslových prostředí a zachovává si špičkovou houževnatost v kryogenních podmínkách.
1. Přesné chemické složení
| Prvek (Značka) |
Procentuální podíl (%) |
Hlavní metalurgický význam a vliv |
| Nikl (Ni) + Kobalt (Co) |
Min. 70.0 % |
Základní kov matrice zajišťující plně stabilní austenitickou strukturu, korozní stálost a vysokou houževnatost. |
| Chrom (Cr) |
14.0 - 17.0 % |
Zaručuje vysokou korozivzdornost a brání povrchové oxidaci kovu za vysokých teplot. |
| Titan (Ti) |
2.25 - 2.75 % |
Klíčový prvek pro srážkové vytvrzení; reaguje s niklem za vzniku zpevňující intermetalické fáze gama-prim (\(\gamma'\)). |
| Niob (Nb) + Tantal (Ta) |
0.70 - 1.20 % |
Spolupůsobí při vytvrzování, stabilizuje strukturu mřížky a zvyšuje mechanickou pevnost za žáru. |
| Hliník (Al) |
0.40 - 1.00 % |
Podílí se na tvorbě zpevňující fáze gama-prim a napomáhá vnitřní oxidické pasivaci kovu. |
| Železo (Fe) |
5.0 - 9.0 % |
Doprovodný strukturní prvek tvořící kostru mřížky tuhého roztoku. |
| Uhlík (C) |
Max. 0.08 % |
Kontrolované množství, které podporuje tvorbu stabilních sekundárních karbidů na hranicích zrn. |
2. Mechanické vlastnosti (Typické hodnoty při 20 °C ve vytvrzeném stavu)
| Mechanický parametr |
Garantovaná hodnota |
Podmínky a stav materiálu |
| Mez kluzu (Rp 0.2) |
≥ 720 MPa |
Ve stavu po plném precipitačním vytvrzení stárnutím (Solution Treated + Aged). U pružinových drátů za studena zpevněných dosahuje mez kluzu ještě vyšších hodnot. |
| Pevnost v tahu (Rm) |
1050 - 1250 MPa |
Extrémní pevnostní parametry garantující vysokou odolnost vůči vysokému mechanickému namáhání. |
| Tažnost (A5) |
≥ 18 % |
Materiál si i přes vysokou tvrdost zachovává optimální plasticitu bránící křehkému lomu. |
| Odolnost proti relaxaci |
Vynikající do 650 °C |
Klíčová vlastnost; materiál si pod trvalým mechanickým stlačením (např. u pružin) dlouhodobě udržuje stabilní vratnou sílu. |
3. Fyzikální vlastnosti
| Fyzikální veličina |
Hodnota |
Teplota a poznámka |
| Hustota |
8.28 g/cm3 |
Měrná hmotnost superlegury při pokojové teplotě 20 °C. |
| Bod tání |
1395 - 1425 °C |
Vysoká teplota tavení předurčuje materiál pro bezpečný provoz v horkých zónách reaktorů. |
| Tepelná vodivost |
12.0 W/m·K |
Měřeno při 20 °C; plynule roste s rostoucím teplotním namáháním. |
| Modul pružnosti (E) |
214 GPa |
Modul pružnosti v tahu zaručující špičkovou strukturní tuhost mechanických komponentů. |
4. Detailní popis vlastností a korozní odolnosti
Hlavní metalurgickou předností Alloy X-750 je její mimořádná odolnost vůči mechanické relaxaci napětí za vysokých teplot. Zatímco běžné oceli a slitiny v žáru ztrácejí svou pružnost (pružiny trvale ochabnou), intermetalické srážky hliníku a titanu u Inconelu X-750 drží strukturu mřížky stabilní až do 700 °C. Z hlediska korozní odolnosti vykazuje tato superlegura excelentní stálost v oxidačních atmosférách, průmyslových spalinách a široké škále chemických médií. Je vysoce imunní vůči transkrystalickému koroznímu praskání vyvolanému chloridy pod napětím. V jaderné energetice prokazuje výborné chování ve vysokoteplotní čisté vodě reaktorů. Tvářením za studena a vhodnou kombinací žíhání a stárnutí lze mechanické a creepové parametry přesně přizpůsobit konkrétnímu typu průmyslového nasazení.
5. Nejčastější průmyslové aplikace a využití
- Energetika a jaderný průmysl: vysokoteplotní mechanické pružiny, svorníky parních přehříváků, závěsné prvky a distanční mřížky palivových článků reaktorů.
- Letecký průmysl a aerospace: rotující součásti plynových turbín, lopatky, těsnicí kroužky, high-temperature spojovací materiál a upínací segmenty raketových motorů.
- Automobilový průmysl: ventilové pružiny, komponenty turbodmychadel a upínací žárové prvky výfukových systémů.
- Petrochemická výroba: vysokopevnostní vnitřní součásti ventilů, čerpadel, těsnění a ucpávky pracující s agresivními plyny pod tlakem.
6. Přehled norem a specifikace dle hutních polotovarů
| Typ polotovaru |
Technická norma ASTM / ASME / AMS / DIN |
Rozsah platnosti a určení aplikace |
| Kruhová tyč / Výkovek |
ASTM B637 / ASME SB637 / AMS 5667 / DIN 17752 / B564 |
Kované a tažené tyče, kovárenské polotovary pro mechanické obrábění reaktorových svorníků, ventilových hřídelí a turbínových dílů. |
| Plech / Deska / Pás |
ASTM B670 / ASME SB670 / AMS 5542 / DIN 17750 |
Válcované žáropevné desky a plechy pro stavbu plášťů spalovacích komor a vysokopevnostních plochých membrán. |
| Trubka bezešvá |
DIN 17751 / ISO 15156-3 |
Přesné bezešvé trubky a pouzdra pro technologické rozvody a reaktorové ochranné jímky senzorů. |
| Trubka svařovaná |
ASTM B516 / ASME SB516 |
Svařované konstrukční trubky pro high-temperature odtahové a procesní systémy. |
| Drát |
ASTM B637 (Drát) / AMS 5698 / AMS 5699 / DIN 17753 |
Za studena tažené a kalibrované dráty určené specificky pro výrobu kritických vysokoteplotních pružin v aerospace a ventilech. |
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.