Rene 65
रेने 65 का परिचय
रेने 65 एक उच्च-प्रदर्शन निकल-आधारित सुपरएलॉय है, जिसे विशेष रूप से ऐसे उच्च-तापमान अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जहाँ उत्कृष्ट स्ट्रेंथ, ऑक्सीकरण प्रतिरोध और थर्मल स्थिरता की आवश्यकता होती है। इसका उपयोग मुख्यतः एयरोस्पेस और पावर जेनरेशन उद्योगों में किया जाता है, जहाँ घटक अत्यधिक यांत्रिक और थर्मल तनावों के संपर्क में रहते हैं। रेने 65 अपनी असाधारण क्रीप रेसिस्टेंस और दीर्घकालिक स्थिरता के लिए जाना जाता है, जिससे यह महत्वपूर्ण टरबाइन और कम्बशन सिस्टम घटकों के लिए एक पसंदीदा सामग्री बनता है।
इन अनुप्रयोगों की सटीक मैन्युफैक्चरिंग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए CNC मशीनिंग सेवाएँ आवश्यक हैं। CNC मशीनिंग उच्च-प्रदर्शन टरबाइन ब्लेड्स, एग्जॉस्ट घटक और अन्य महत्वपूर्ण पार्ट्स बनाने के लिए आवश्यक सटीकता और दोहराव (repeatability) प्रदान करती है, जो उच्च-दक्षता इंजनों और पावर सिस्टम्स में उपयोग होते हैं।
रेने 65 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
रेने 65 (UNS N07065 / W.Nr. 2.4960) एक निकल-आधारित सुपरएलॉय है, जिसमें उत्कृष्ट उच्च-तापमान स्ट्रेंथ और जंग प्रतिरोध होता है।
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
निकल (Ni) | संतुलन (~55.0) | बेस मैट्रिक्स; उच्च-तापमान स्ट्रेंथ और ऑक्सीकरण प्रतिरोध प्रदान करता है |
क्रोमियम (Cr) | 13.0–15.0 | Cr₂O₃ ऑक्साइड परत बनाकर उच्च तापमान पर उत्कृष्ट ऑक्सीकरण प्रतिरोध देता है |
कोबाल्ट (Co) | 9.0–11.0 | उच्च-तापमान स्ट्रेंथ और थर्मल फटीग प्रतिरोध बढ़ाता है |
मोलिब्डेनम (Mo) | 3.0–4.0 | मिश्रधातु को सुदृढ़ करता है और क्रीप प्रतिरोध बढ़ाता है |
टाइटेनियम (Ti) | 2.5–3.5 | प्रिसिपिटेशन सुदृढ़ीकरण हेतु γ′ चरण बनाता है, जिससे यांत्रिक गुण बेहतर होते हैं |
एल्युमिनियम (Al) | 2.5–3.5 | γ′ चरण के निर्माण में योगदान देकर स्ट्रेंथ और क्रीप प्रतिरोध बढ़ाता है |
लोहा (Fe) | ≤1.0 | अवशिष्ट तत्व |
कार्बन (C) | ≤0.08 | कार्बाइड बनाकर उच्च-तापमान स्ट्रेंथ और वियर प्रतिरोध बढ़ाता है |
मैंगनीज (Mn) | ≤1.0 | हॉट वर्केबिलिटी बेहतर करता है और कार्बाइड निर्माण घटाता है |
सिलिकॉन (Si) | ≤0.5 | ऑक्सीकरण प्रतिरोध और उच्च-तापमान स्थिरता बढ़ाता है |
बोरॉन (B) | ≤0.005 | ग्रेन बॉउंड्री को मजबूत करके क्रीप प्रतिरोध बढ़ाता है |
जिरकोनियम (Zr) | ≤0.05 | क्रीप रप्चर स्ट्रेंथ और उच्च तापमान पर स्थिरता बढ़ाता है |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 8.5 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1335–1380°C | ASTM E1268 |
थर्मल कंडक्टिविटी | 100°C पर 12.0 W/m·K | ASTM E1225 |
विद्युत प्रतिरोधकता | 20°C पर 1.13 µΩ·m | ASTM B193 |
थर्मल विस्तार | 14.5 µm/m·°C (20–1000°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 20°C पर 460 J/kg·K | ASTM E1269 |
इलास्टिक मॉड्यूलस | 20°C पर 215 GPa | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (सॉल्यूशन ट्रीटेड + एज्ड)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
टेंसाइल स्ट्रेंथ | 1100–1250 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड स्ट्रेंथ (0.2%) | 800–950 MPa | ASTM E8/E8M |
एलॉन्गेशन | ≥18% | ASTM E8/E8M |
हार्डनेस | 250–280 HB | ASTM E10 |
क्रीप रप्चर स्ट्रेंथ | 900°C पर 220 MPa (1000h) | ASTM E139 |
फटीग प्रतिरोध | उत्कृष्ट | ASTM E466 |
रेने 65 की प्रमुख विशेषताएँ
उच्च-तापमान स्ट्रेंथ रेने 65 900°C तक के तापमान पर 1100 MPa से अधिक टेंसाइल स्ट्रेंथ बनाए रखता है, जिससे यह टरबाइन घटकों और अन्य उच्च-तनाव वातावरणों में उत्कृष्ट प्रदर्शन देता है।
प्रिसिपिटेशन सुदृढ़ीकरण रेने 65 में γ′ चरण एजिंग ट्रीटमेंट द्वारा मिश्रधातु की स्ट्रेंथ बढ़ाता है, जिससे यह लंबे समय तक थर्मल तनाव झेलने वाले घटकों के लिए उपयुक्त बनता है।
ऑक्सीकरण और जंग प्रतिरोध रेने 65 में उच्च क्रोमियम और एल्युमिनियम सामग्री एक स्थिर ऑक्साइड परत बनाती है, जिससे 1050°C तक उत्कृष्ट ऑक्सीकरण प्रतिरोध मिलता है।
क्रीप प्रतिरोध रेने 65 की 900°C पर 220 MPa की क्रीप रप्चर स्ट्रेंथ यह सुनिश्चित करती है कि इस मिश्रधातु से बने घटक लंबे समय तक थर्मल एक्सपोज़र के दौरान भी बिना महत्वपूर्ण विकृति या अखंडता हानि के काम कर सकें।
वेल्डेबिलिटी रेने 65 अच्छी वेल्डेबिलिटी प्रदान करता है और यांत्रिक गुणों में न्यूनतम गिरावट के साथ, नए उत्पादन और महत्वपूर्ण एयरोस्पेस घटकों की मरम्मत—दोनों के लिए उपयुक्त है।
रेने 65 के लिए CNC मशीनिंग चुनौतियाँ और समाधान
मशीनिंग चुनौतियाँ
टूल वियर और एज चिपिंग
उच्च कठोरता और सॉलिड सॉल्यूशन सुदृढ़ीकरण के कारण, रेने 65 मशीनिंग के दौरान कार्बाइड टूल्स पर वियर बढ़ाता है। विशेष रूप से हाई-स्पीड कटिंग में टूल लाइफ सीमित हो सकती है।
ऊष्मा उत्पन्न होना
रेने 65 की कम थर्मल कंडक्टिविटी कटिंग ज़ोन में उच्च तापमान उत्पन्न करती है; इसलिए टूल डिग्रेडेशन और आयामी विकृति रोकने हेतु प्रभावी कूलिंग तरीकों की आवश्यकता होती है।
वर्क हार्डनिंग
मशीनिंग के दौरान रेने 65 में उल्लेखनीय वर्क हार्डनिंग होती है, जिससे सतह कठोरता 30% तक बढ़ सकती है और टूल वियर व आयामी त्रुटियाँ हो सकती हैं।
अनुकूलित मशीनिंग रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | कारण |
|---|---|---|
टूल सामग्री | कार्बाइड (K20–K30) या फिनिशिंग के लिए CBN इंसर्ट्स | उच्च कटिंग तापमान पर वियर रेसिस्टेंस और शार्पनेस बनाए रखता है |
कोटिंग | AlTiN या TiSiN PVD (3–5 µm) | घर्षण कम करता है और टूल लाइफ सुधारता है |
ज्योमेट्री | पॉजिटिव रेक एंगल (6–8°), शार्प कटिंग एज (~0.05 mm) | कटिंग फोर्स घटाता है और टूल वियर कम करता है |
कटिंग पैरामीटर (ISO 3685 अनुरूप)
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | कट की गहराई (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 15–25 | 0.15–0.25 | 2.0–3.0 | 100–120 |
फिनिशिंग | 30–40 | 0.05–0.08 | 0.3–0.8 | 120–150 |
मशीन किए गए रेने 65 पार्ट्स के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP आंतरिक पोरोसिटी हटाता है और रेने 65 घटकों की फटीग स्ट्रेंथ 30% से अधिक बढ़ाता है, जिससे टरबाइन अनुप्रयोगों में विश्वसनीयता सुनिश्चित होती है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट में 1150°C पर सॉल्यूशन ट्रीटमेंट और 800°C पर एजिंग शामिल है, ताकि γ′ चरण का निर्माण अनुकूल हो और स्ट्रेंथ व क्रीप प्रतिरोध बढ़े।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग क्रैक-फ्री, उच्च-शक्ति वेल्ड प्रदान करती है और यांत्रिक गुणों में न्यूनतम कमी के साथ महत्वपूर्ण टरबाइन घटकों की रिपेयर/जॉइनिंग के लिए उपयुक्त है।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग सतह तापमान को 200°C तक कम करके टरबाइन ब्लेड्स की टिकाऊपन बढ़ाती है और उच्च-प्रदर्शन घटकों की सेवा-आयु बढ़ाती है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (EDM)
EDM कूलिंग होल्स और अन्य जटिल फीचर्स की सटीक मशीनिंग संभव बनाता है, जिसमें ±0.005 mm तक टॉलरेंस प्राप्त किया जा सकता है।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग गैस टरबाइनों के लिए आवश्यक उच्च-सटीक आंतरिक पैसेज सुनिश्चित करती है, जहाँ L/D अनुपात 30:1 तक और कंसेंट्रिसिटी डिविएशन <0.3 mm/m तक नियंत्रित किया जा सकता है।
मटेरियल परीक्षण और विश्लेषण
मटेरियल टेस्टिंग में टेंसाइल, क्रीप और फटीग परीक्षण शामिल हैं, ताकि उच्च तापमान परिस्थितियों में प्रदर्शन की पुष्टि हो सके, साथ ही माइक्रोस्ट्रक्चरल विश्लेषण द्वारा γ′ चरण वितरण सत्यापित किया जाता है।
रेने 65 घटकों के औद्योगिक अनुप्रयोग
एयरोस्पेस टरबाइन इंजन: टरबाइन ब्लेड्स, वेन्स और डिस्क्स, जो चक्रीय थर्मल और यांत्रिक तनावों के संपर्क में रहते हैं।
पावर जेनरेशन: उच्च-दक्षता टरबाइनों के लिए गैस टरबाइन ब्लेड्स, वेन्स और एग्जॉस्ट नोज़ल्स।
न्यूक्लियर रिएक्टर: रिएक्टर कोर घटक, प्रेशर वेसल्स और कंट्रोल रॉड्स, जो उच्च विकिरण और थर्मल तनावों के अधीन होते हैं।
ऑटोमोटिव टर्बो सिस्टम: हाई-परफॉर्मेंस वाहनों के लिए टर्बोचार्जर्स, एग्जॉस्ट वाल्व और हीट शील्ड्स।
औद्योगिक उपकरण: फर्नेस घटक, हीट एक्सचेंजर्स और प्रेशर वेसल्स, जो औद्योगिक अनुप्रयोगों में उच्च तापमान के संपर्क में रहते हैं।
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