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Nimonic 263

Nimonic 263 एक वेल्डेबल और क्रीप-प्रतिरोधी निकल-आधारित सुपरएलॉय है, जिसमें उत्कृष्ट थर्मल फटीग और ऑक्सीकरण प्रतिरोध होता है। यह एयरोस्पेस और उच्च दक्षता टरबाइन प्रणालियों में CNC घटकों के लिए उपयुक्त है।

निमोनिक 263 का परिचय

निमोनिक 263 एक प्रिसिपिटेशन-हार्डनेबल निकल-कोबाल्ट-क्रोमियम-मोलिब्डेनम मिश्रधातु है, जिसे उच्च तापमान वातावरण में उत्कृष्ट मजबूती, नमनीयता और जंग-प्रतिरोध के लिए इंजीनियर किया गया है। बेहतर वेल्डेबिलिटी और फैब्रिकेबिलिटी की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए विकसित यह मिश्रधातु 900°C तक कार्य करने वाले एयरोस्पेस और गैस टरबाइन घटकों में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। इसकी स्थिर माइक्रोस्ट्रक्चर और थर्मल फटीग के प्रति प्रतिरोध इसे कंबस्टर पार्ट्स, टरबाइन केसिंग और आफ्टरबर्नर घटकों के लिए आदर्श बनाता है।

इस मिश्रधातु का सटीक निर्माण अक्सर CNC मशीनिंग सेवाओं के माध्यम से किया जाता है ताकि कड़े आयामी और ज्यामितीय टॉलरेंस पूरे किए जा सकें। CNC मशीनिंग जटिल भागों के लिए आवश्यक रिपीटेबिलिटी और प्रक्रिया नियंत्रण प्रदान करती है, जो चक्रीय थर्मल और यांत्रिक लोड सहते हैं।

निमोनिक 263 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण

निमोनिक 263 (UNS N07263 / W.Nr. 2.4650) एक उच्च-मजबूती वाली व्रॉट सुपरएलॉय है, जिसकी संतुलित संरचना ऊँचे तापमान पर यांत्रिक अखंडता बनाए रखते हुए अच्छी फॉर्मेबिलिटी और वेल्डेबिलिटी की अनुमति देती है।

रासायनिक संरचना (सामान्य)

तत्व	संरचना सीमा (wt.%)	मुख्य भूमिका
निकल (Ni)	संतुलन (~50.0)	बेस मैट्रिक्स, ऑक्सीकरण प्रतिरोध प्रदान करता है
कोबाल्ट (Co)	19.0–21.0	क्रीप और थर्मल फटीग मजबूती में सुधार
क्रोमियम (Cr)	19.0–21.0	Cr₂O₃ ऑक्साइड परत बनाता है, ऑक्सीकरण प्रतिरोध बढ़ाता है
मोलिब्डेनम (Mo)	5.6–6.1	सॉलिड सॉल्यूशन हार्डनिंग द्वारा मजबूती
आयरन (Fe)	≤0.7	अवशिष्ट तत्व
टाइटेनियम (Ti)	1.9–2.4	γ′ चरण सुदृढ़ीकरण को प्रोत्साहित करता है
एल्युमिनियम (Al)	0.6–0.8	प्रिसिपिटेशन हार्डनिंग में योगदान
कार्बन (C)	≤0.06	क्रीप प्रतिरोध सुधारने हेतु कार्बाइड बनाता है
मैंगनीज (Mn)	≤0.6	हॉट वर्केबिलिटी बढ़ाता है
सिलिकॉन (Si)	≤0.4	ऑक्सीकरण प्रतिरोध का समर्थन
बोरॉन (B)	≤0.005	ग्रेन बॉउंड्री सुदृढ़ीकरण
जिरकोनियम (Zr)	≤0.06	क्रीप रप्चर मजबूती बढ़ाता है

भौतिक गुण

गुण	मान (सामान्य)	परीक्षण मानक / स्थिति
घनत्व	8.36 g/cm³	ASTM B311
गलन सीमा	1325–1375°C	ASTM E1268
थर्मल कंडक्टिविटी	100°C पर 11.3 W/m·K	ASTM E1225
विद्युत प्रतिरोधकता	20°C पर 1.10 µΩ·m	ASTM B193
थर्मल विस्तार	13.4 µm/m·°C (20–1000°C)	ASTM E228
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता	20°C पर 435 J/kg·K	ASTM E1269
इलास्टिक मॉड्यूलस	20°C पर 212 GPa	ASTM E111

यांत्रिक गुण (सॉल्यूशन ट्रीटेड + एज्ड)

गुण	मान (सामान्य)	परीक्षण मानक
टेंसाइल स्ट्रेंथ	1000–1100 MPa	ASTM E8/E8M
यील्ड स्ट्रेंथ (0.2%)	700–800 MPa	ASTM E8/E8M
एलॉन्गेशन	≥20%	ASTM E8/E8M
हार्डनेस	220–250 HB	ASTM E10
क्रीप रप्चर स्ट्रेंथ	815°C पर 180 MPa (1000 घंटे)	ASTM E139
फटीग प्रतिरोध	उत्कृष्ट	ASTM E466

निमोनिक 263 की प्रमुख विशेषताएँ

उत्कृष्ट उच्च-तापमान नमनीयता कई प्रिसिपिटेशन-हार्डनड मिश्रधातुओं के विपरीत, निमोनिक 263 ऊँचे तापमान पर >20% एलॉन्गेशन बनाए रखता है, जिससे विश्वसनीय फॉर्मेबिलिटी और थर्मल तनाव में क्रैकिंग का जोखिम कम होता है।
अच्छी वेल्डेबिलिटी वेल्ड रिपेयर और फैब्रिकेशन के लिए डिज़ाइन किया गया, यह हॉट क्रैकिंग का प्रतिरोध करता है और हीट-अफेक्टेड ज़ोन (HAZ) में मजबूती बनाए रखता है।
ऑक्सीकरण प्रतिरोध क्रोमियम और एल्युमिनियम एक स्थिर सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत के निर्माण की अनुमति देते हैं, जो ऑक्सीकरण वातावरण में 980°C तक प्रभावी रहती है।
क्रीप और फटीग मजबूती 815°C पर 180 MPa की दीर्घकालिक क्रीप रप्चर स्ट्रेंथ चक्रीय थर्मल लोड में प्रदर्शन सुनिश्चित करती है, जो कंबस्टर लाइनर और टरबाइन सपोर्ट संरचनाओं के लिए आदर्श है।
स्थिरता के साथ गामा प्राइम सुदृढ़ीकरण नियंत्रित γ′ चरण वितरण उच्च मजबूती और फॉर्मेबिलिटी के बीच संतुलन सुनिश्चित करता है, विशेषकर वेल्डिंग या सेकेंडरी मशीनिंग के बाद।

निमोनिक 263 के लिए CNC मशीनिंग चुनौतियाँ और समाधान

मशीनिंग चुनौतियाँ

टूल वियर और एज चिपिंग

उच्च-तापमान मजबूती और सॉलिड-सॉल्यूशन सुदृढ़ीकरण एजेंट्स मानक टूल्स पर फ्लैंक और क्रेटर वियर को तेज करते हैं।

ऊष्मा उत्पन्न होना

कम थर्मल कंडक्टिविटी कटिंग ज़ोन में ऊष्मीय लोड को केंद्रित करती है, जिससे विकृति से बचने हेतु कूलिंग रणनीतियाँ आवश्यक होती हैं।

स्ट्रेन हार्डनिंग

यह मिश्रधातु मध्यम वर्क हार्डनिंग दिखाती है, जिससे मशीनिंग के दौरान सतह कठोरता 25% तक बढ़ सकती है।

अनुकूलित मशीनिंग रणनीतियाँ

टूल चयन

पैरामीटर	सिफारिश	कारण
टूल सामग्री	कार्बाइड (K20–K30), फिनिशिंग के लिए PCD या सिरेमिक	थर्मल सॉफ्टनिंग के प्रति उच्च प्रतिरोध
कोटिंग	AlTiN या TiSiN (3–5 µm)	घर्षण और ऊष्मीय प्रभाव कम करता है
ज्योमेट्री	पॉजिटिव रेक एंगल (6–10°), होन्ड एज (~0.05 mm)	बिल्ट-अप एज और वाइब्रेशन को नियंत्रित करता है

कटिंग पैरामीटर (ISO 3685 अनुरूप)

ऑपरेशन	स्पीड (m/min)	फीड (mm/rev)	कट की गहराई (mm)	कूलेंट प्रेशर (bar)
रफिंग	12–20	0.15–0.25	2.0–3.0	100–120
फिनिशिंग	25–35	0.05–0.10	0.3–1.0	120–150

मशीन किए गए निमोनिक 263 भागों के लिए सतह उपचार

हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)

HIP आंतरिक रिक्तताओं को समाप्त करता है और फटीग लाइफ को >25% तक बढ़ाता है, जो घूर्णन घटकों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

हीट ट्रीटमेंट

हीट ट्रीटमेंट में ~1145°C पर सॉल्यूशन एनीलिंग और ~800°C पर एजिंग शामिल है, जिससे γ′ वितरण परिष्कृत होता है और क्रीप स्ट्रेंथ में सुधार होता है।

सुपरएलॉय वेल्डिंग

सुपरएलॉय वेल्डिंग मैचिंग संरचना वाले फिलर वायर का उपयोग कर वेल्ड ज़ोन में न्यूनतम मजबूती हानि के साथ क्रैक-फ्री जॉइंट्स प्रदान करती है।

थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)

TBC कोटिंग घटक की सतह का तापमान 200°C तक कम करती है, जिससे कंबस्टर और टरबाइन संरचनाओं की सेवा आयु बढ़ती है।

इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (EDM)

EDM ऊष्मा-संवेदनशील क्षेत्रों में अवशिष्ट तनाव उत्पन्न किए बिना माइक्रो-फीचर निर्माण और सटीक होल ड्रिलिंग सक्षम बनाता है।

डीप होल ड्रिलिंग

डीप होल ड्रिलिंग कूलिंग चैनलों में Ra <1.6 µm और L/D >30:1 प्राप्त करती है, न्यूनतम रन-आउट (<0.3 mm/m) के साथ।

मटेरियल परीक्षण और विश्लेषण

मटेरियल टेस्टिंग में यांत्रिक परीक्षण (टेंसाइल, क्रीप), XRD फेज विश्लेषण, माइक्रोस्ट्रक्चर सत्यापन और ASME के अनुसार अल्ट्रासोनिक फ्लॉ डिटेक्शन शामिल है।

निमोनिक 263 घटकों के औद्योगिक अनुप्रयोग

एयरोस्पेस कंबस्टर सिस्टम: चक्रीय थर्मल वातावरण में कार्य करने वाले लाइनर, सील, ट्रांज़िशन डक्ट और बर्नर कैन।
पावर जेनरेशन: सील, फ्यूल नोज़ल और कंबस्टर टाइल जैसे गैस टरबाइन घटक।
न्यूक्लियर रिएक्टर: विकिरण क्षेत्रों में उच्च-तापमान प्रतिरोधी बोल्टिंग और प्रेशर वेसल हार्डवेयर।
ऑटोमोटिव टर्बो सिस्टम: एग्जॉस्ट गैसों के संपर्क में रहने वाले टर्बोचार्जर हाउसिंग, मैनिफोल्ड और हीट शील्ड।
औद्योगिक हीटिंग सिस्टम: फर्नेस असेंबली में उच्च-मजबूती फ्लैंज, फिटिंग और एक्सपैंशन बेलोज़।