Nimonic 75
Nimonic 75 का परिचय
Nimonic 75 एक निकेल-क्रोमियम-आधारित सुपरएलॉय है, जो अपनी उत्कृष्ट ऑक्सीकरण प्रतिरोध क्षमता, मध्यम मजबूती, और 1000°C तक तापमान पर उत्कृष्ट तापीय स्थिरता के लिए जाना जाता है। मूल रूप से इसे गैस टरबाइन घटकों के लिए विकसित किया गया था, और बाद में इसे एयरोस्पेस, हीट ट्रीटमेंट और परमाणु उद्योगों में व्यापक रूप से अपनाया गया, जहाँ उच्च तापमान और ऑक्सीडाइज़िंग वातावरण में विश्वसनीय यांत्रिक प्रदर्शन आवश्यक होता है।
अन्य Nimonic ग्रेड्स की तुलना में इसकी संतुलित संरचना और अपेक्षाकृत कम स्ट्रेंथनिंग एडिशन्स के कारण, Nimonic 75 को बनाना और मशीन करना अधिक आसान होता है। इसे अक्सर फॉर्म किया जाता है, वेल्ड किया जाता है, और CNC मशीनिंग द्वारा सटीक फिनिश करके ब्रैकेट्स, एग्जॉस्ट स्ट्रक्चर्स, फर्नेस पार्ट्स और कंट्रोल हार्डवेयर जैसे टाइट-टॉलरेंस घटक तैयार किए जाते हैं।
Nimonic 75 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Nimonic 75 (UNS N06075 / W.Nr. 2.4951 / ASTM B409, B462) एक सॉलिड-सॉल्यूशन स्ट्रेंथन किया हुआ एलॉय है, जिसकी सरल Ni-Cr मैट्रिक्स संरचना थर्मल साइकलिंग वातावरण में ऑक्सीकरण प्रतिरोध और आयामी स्थिरता के लिए डिज़ाइन की गई है।
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (वज़न %) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
निकेल (Ni) | शेष (≥76.0) | जंग प्रतिरोध और तापीय स्थिरता के लिए आधार तत्व |
क्रोमियम (Cr) | 18.0–21.0 | Cr₂O₃ स्केल बनने के माध्यम से ऑक्सीकरण प्रतिरोध प्रदान करता है |
आयरन (Fe) | ≤5.0 | अवशिष्ट तत्व; मजबूती और लागत-प्रभावशीलता बढ़ाता है |
टाइटेनियम (Ti) | 0.2–0.6 | उच्च तापमान पर क्रीप और रप्चर स्ट्रेंथ बढ़ाता है |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤1.0 | हॉट वर्कएबिलिटी में सुधार करता है |
सिलिकॉन (Si) | ≤1.0 | ऑक्सीकरण प्रतिरोध में सहायता करता है |
कार्बन (C) | ≤0.08 | कार्बाइड प्रीसिपिटेशन और क्रीप गुणों को नियंत्रित करता है |
कॉपर (Cu) | ≤0.5 | हॉट शॉर्टनेस रोकने के लिए सीमित रखा जाता है |
सल्फर (S) | ≤0.015 | वेल्डिंग के दौरान हॉट क्रैकिंग को कम करता है |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 8.37 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1345–1380°C | ASTM E1268 |
तापीय चालकता | 100°C पर 11.0 W/m·K | ASTM E1225 |
विद्युत प्रतिरोधकता | 20°C पर 1.02 µΩ·m | ASTM B193 |
तापीय प्रसार | 13.4 µm/m·°C (20–1000°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 20°C पर 430 J/kg·K | ASTM E1269 |
इलास्टिक मॉड्यूलस | 20°C पर 205 GPa | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (एनील्ड स्थिति)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
तन्य शक्ति | 760–880 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड स्ट्रेंथ (0.2%) | 300–370 MPa | ASTM E8/E8M |
विस्तार | ≥35% | ASTM E8/E8M |
कठोरता | 150–190 HB | ASTM E10 |
क्रीप रप्चर स्ट्रेंथ | 800°C पर 140 MPa (1000h) | ASTM E139 |
ऑक्सीकरण प्रतिरोध | 1000°C तक उत्कृष्ट | ASTM G111 |
Nimonic 75 की प्रमुख विशेषताएँ
उत्कृष्ट ऑक्सीकरण प्रतिरोध: 1000°C तक ऑक्सीडाइज़िंग वातावरण और थर्मल साइकलिंग में लंबे समय तक एक्सपोज़र सहन करता है।
अच्छी फॉर्मएबिलिटी और वेल्डेबिलिटी: प्रीसिपिटेशन-हार्डन्ड सुपरएलॉयज़ की तुलना में प्रोसेस करना आसान; जटिल आकारों में वेल्डिंग और CNC मशीनिंग के लिए उपयुक्त।
उच्च तापमान पर स्थिर यांत्रिक गुण: लंबे समय तक ऊष्मा के संपर्क में रहने वाले घटकों में आयामी स्थिरता और कम क्रीप रेट बनाए रखता है।
मध्यम रासायनिक वातावरण में जंग प्रतिरोध: पतले अम्लों, नमक स्प्रे और वायुमंडलीय जंग के प्रति प्रतिरोध प्रदान करता है।
Nimonic 75 के लिए CNC मशीनिंग चुनौतियाँ और समाधान
मशीनिंग चुनौतियाँ
वर्क हार्डनिंग
कटिंग के दौरान मिश्रधातु के तेजी से कठोर होने की प्रवृत्ति टूल वियर और आयामी त्रुटियाँ बढ़ा सकती है।
बिल्ट-अप एज (BUE)
उच्च घर्षण स्थितियों में वर्कपीस सामग्री का कटिंग टूल से चिपकना सतह गुणवत्ता और टूल लाइफ को प्रभावित करता है।
मध्यम तापीय चालकता
इससे टूल-वर्क इंटरफेस पर ऊष्मा का संकेंद्रण होता है, जिससे माइक्रोचिपिंग और सतह क्षति का जोखिम बढ़ता है।
अनुकूलित मशीनिंग रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | फाइन-ग्रेन कार्बाइड (K20–K30) या कोटेड HSS टूल्स | ऊष्मा के तहत एज स्थिरता बनाए रखता है |
कोटिंग | AlTiN या TiAlCrN (3–5 µm PVD) | ताप प्रतिरोध बढ़ाता है और BUE को कम करता है |
ज्यामिति | पॉज़िटिव रेक, 0.03–0.05 mm एज होन | कटिंग फोर्स कम करता है और सतह फिनिश बेहतर बनाता है |
कटिंग पैरामीटर (ISO 3685 अनुरूप)
ऑपरेशन | गति (m/min) | फीड (mm/rev) | कट की गहराई (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 20–30 | 0.20–0.25 | 1.5–2.5 | 70–100 |
फिनिशिंग | 40–55 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 100–150 |
मशीन किए गए Nimonic 75 भागों के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP आंतरिक पोरोसिटी को हटाता है और कास्ट या AM भागों में थकान तथा क्रीप लाइफ में सुधार करता है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट दाने (ग्रेन) की समानता और 800°C से ऊपर सेवा तापमानों पर यांत्रिक स्थिरता बढ़ाता है।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग प्रेशर- और हीट-रेज़िस्टेंट असेंबलीज़ के लिए मैचिंग Nimonic फिलर रॉड्स का उपयोग करके मजबूत जॉइंट्स बनाना संभव करती है।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में उच्च-वेग गैस या रेडिएंट हीट वातावरण के विरुद्ध सुरक्षा प्रदान करती है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (EDM)
EDM थर्मल डिस्टॉर्शन के बिना हार्डन्ड या मुश्किल पहुँच वाले सेक्शंस में उच्च-सटीक फीचर्स सक्षम करता है।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग 15:1 से अधिक L/D अनुपात वाले कूलिंग या फ्लुइड पैसेज में कन्सेंट्रिसिटी और स्मूद फिनिश सुनिश्चित करती है।
सामग्री परीक्षण और विश्लेषण
सामग्री परीक्षण में टेंसाइल, क्रीप, थकान, रासायनिक विश्लेषण, माइक्रोस्ट्रक्चर मूल्यांकन और NDT शामिल हैं।
Nimonic 75 घटकों के औद्योगिक अनुप्रयोग
एयरोस्पेस और गैस टरबाइन घटक
दहन कक्ष, ब्रैकेट्स, सील्स और आफ्टरबर्नर असेंबलीज़, जो लगातार ऊष्मा और ऑक्सीडाइज़िंग गैसों के तहत काम करती हैं।
औद्योगिक हीट ट्रीटमेंट
उच्च-तापमान फर्नेस में फिक्स्चर्स, ट्रे और सपोर्ट्स, जो साइकलिंग और स्केल फॉर्मेशन के संपर्क में रहते हैं।
पावर जेनरेशन और न्यूक्लियर सिस्टम
थर्मल स्थिरता और क्रीप प्रतिरोध बोल्टिंग, स्प्रिंग्स और शील्डिंग घटकों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।
ऑटोमोटिव और इंजन सिस्टम
एग्जॉस्ट घटक, टर्बोचार्जर सपोर्ट ब्रैकेट्स और मैनिफोल्ड स्ट्रक्चर्स।
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