Rene 80
Rene 80 का परिचय
Rene 80 एक उच्च-प्रदर्शन निकल-आधारित सुपरएलॉय है, जो ऑक्सीकरण के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध, उच्च तापमान शक्ति और मांग वाले वातावरण में बेहतर यांत्रिक गुणों के लिए प्रसिद्ध है। एयरोस्पेस, पावर जेनरेशन और औद्योगिक क्षेत्रों में आम तौर पर उपयोग होने वाला Rene 80 अत्यधिक तापीय और यांत्रिक तनावों को सहने के लिए डिज़ाइन किया गया है। कठोर परिस्थितियों में संरचनात्मक अखंडता बनाए रखने की इस मिश्रधातु की क्षमता इसे टरबाइन ब्लेड, दहन कक्ष और एग्ज़ॉस्ट सिस्टम जैसे घटकों के लिए आदर्श बनाती है।
Rene 80 से सटीक घटक बनाने के लिए, CNC मशीनिंग सेवाएँ अनिवार्य हैं। CNC मशीनिंग यह सुनिश्चित करती है कि Rene 80 पार्ट्स टरबाइन इंजनों और उच्च-दक्षता पावर सिस्टम सहित महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में आवश्यक कठोर मानकों को पूरा करें।
Rene 80 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Rene 80 (UNS N07080 / W.Nr. 2.4962) एक निकल-क्रोमियम मिश्रधातु है जिसे उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए इंजीनियर किया गया है, जो अत्यधिक परिस्थितियों में ऑक्सीकरण के प्रति असाधारण प्रतिरोध और उच्च यांत्रिक शक्ति प्रदान करती है।
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
निकल (Ni) | शेष (~57.0) | आधार मैट्रिक्स; उच्च तापमान शक्ति और ऑक्सीकरण प्रतिरोध प्रदान करता है |
क्रोमियम (Cr) | 14.0–16.0 | Cr₂O₃ ऑक्साइड परत बनाता है, जो उच्च तापमान पर उत्कृष्ट ऑक्सीकरण प्रतिरोध प्रदान करती है |
कोबाल्ट (Co) | 9.0–11.0 | उच्च तापमान वातावरण में तापीय स्थिरता और शक्ति बढ़ाता है |
मोलिब्डेनम (Mo) | 3.5–4.5 | क्रीप प्रतिरोध और समग्र उच्च तापमान शक्ति बढ़ाता है |
टाइटेनियम (Ti) | 3.0–4.0 | γ′ चरण बनाकर मिश्रधातु को मजबूत करता है, जिससे थकान प्रतिरोध बेहतर होता है |
एल्युमिनियम (Al) | 2.5–3.5 | γ′ चरण के निर्माण में योगदान देता है, जिससे शक्ति और क्रीप प्रतिरोध बढ़ता है |
लोहा (Fe) | ≤1.0 | अवशिष्ट तत्व |
कार्बन (C) | ≤0.08 | कार्बाइड बनाता है, जिससे उच्च तापमान शक्ति और घिसाव प्रतिरोध में सुधार होता है |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤1.0 | हॉट वर्केबिलिटी में सुधार करता है और कार्बाइड गठन को कम करता है |
सिलिकॉन (Si) | ≤0.5 | ऑक्सीकरण प्रतिरोध और उच्च तापमान स्थिरता बढ़ाता है |
बोरॉन (B) | ≤0.005 | दाने-सीमा की मजबूती बढ़ाता है, जिससे क्रीप प्रतिरोध बेहतर होता है |
ज़िरकोनियम (Zr) | ≤0.05 | क्रीप टूटन शक्ति बढ़ाता है और तापीय स्थिरता में सुधार करता है |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 8.7 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1350–1400°C | ASTM E1268 |
तापीय चालकता | 12.5 W/m·K (100°C पर) | ASTM E1225 |
विद्युत प्रतिरोधकता | 1.20 µΩ·m (20°C पर) | ASTM B193 |
तापीय प्रसार | 15.0 µm/m·°C (20–1000°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 460 J/kg·K (20°C पर) | ASTM E1269 |
लोच मापांक | 210 GPa (20°C पर) | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (सॉल्यूशन ट्रीटेड + एज्ड)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
तन्यता शक्ति | 1100–1200 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड शक्ति (0.2%) | 800–950 MPa | ASTM E8/E8M |
विस्तार | ≥20% | ASTM E8/E8M |
कठोरता | 250–280 HB | ASTM E10 |
क्रीप टूटन शक्ति | 900°C पर 230 MPa (1000h) | ASTM E139 |
थकान प्रतिरोध | उत्कृष्ट | ASTM E466 |
Rene 80 की प्रमुख विशेषताएँ
उच्च तापमान शक्ति Rene 80 900°C तक के तापमान पर 1100 MPa से अधिक असाधारण तन्यता शक्ति बनाए रखता है, जिससे यह टरबाइन ब्लेड और दहन कक्ष जैसे उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।
वर्षा सख्तीकरण मिश्रधातु का γ′ चरण (Ni₃Ti) सामग्री को मजबूत करता है, उत्कृष्ट क्रीप प्रतिरोध और थकान शक्ति प्रदान करता है, जो लंबे समय तक तापीय चक्रण के संपर्क में रहने वाले भागों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
ऑक्सीकरण और संक्षारण प्रतिरोध Rene 80 में क्रोमियम और एल्युमिनियम की मात्रा एक टिकाऊ ऑक्साइड परत बनने को सुनिश्चित करती है, जो 1050°C तक के तापमान पर ऑक्सीकरण और संक्षारण के विरुद्ध सुरक्षा देती है।
क्रीप प्रतिरोध 900°C पर 230 MPa की क्रीप टूटन शक्ति के साथ, Rene 80 यांत्रिक तनाव और ऊष्मा के तहत उत्कृष्ट दीर्घकालिक प्रदर्शन सुनिश्चित करता है—इसे टरबाइन इंजन और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
वेल्डेबिलिटी Rene 80 अच्छी वेल्डेबिलिटी प्रदर्शित करता है, जिससे हीट-अफेक्टेड ज़ोन में यांत्रिक गुणों के बड़े नुकसान के बिना मजबूत, दरार-रहित वेल्ड बनाए जा सकते हैं—जो नए निर्माण और महत्वपूर्ण भागों की मरम्मत दोनों के लिए आवश्यक है।
Rene 80 के लिए CNC मशीनिंग की चुनौतियाँ और समाधान
मशीनिंग चुनौतियाँ
टूल घिसाव और एज चिपिंग
Rene 80 की उच्च कठोरता, विशेषकर आक्रामक कटिंग स्थितियों में, तेज़ टूल घिसाव का कारण बनती है। इसलिए कार्बाइड या CBN इंसर्ट जैसे विशेष कटिंग टूल्स की आवश्यकता होती है।
ऊष्मा उत्पन्न होना
Rene 80 की कम तापीय चालकता मशीनिंग के दौरान काफी ऊष्मा संचय कराती है, जिससे आयामी स्थिरता बनाए रखने और टूल फेल्योर रोकने के लिए उन्नत कूलिंग तकनीकों की आवश्यकता होती है।
वर्क हार्डनिंग
मशीनिंग के दौरान Rene 80 में वर्क हार्डनिंग होने की प्रवृत्ति होती है, जिससे सतह कठोरता 20–30% तक बढ़ सकती है। टूल डिफ्लेक्शन और आयामी त्रुटियों से बचने के लिए नियंत्रित कटिंग पैरामीटर आवश्यक हैं।
अनुकूलित मशीनिंग रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | कार्बाइड (K20–K30) या फिनिशिंग के लिए CBN इंसर्ट | घिसाव का प्रतिरोध करता है और उच्च कटिंग तापमान पर तीक्ष्णता बनाए रखता है |
कोटिंग | AlTiN या TiSiN PVD (3–5 µm) | घर्षण और ऊष्मा संचय को कम करता है |
ज्यामिति | पॉजिटिव रेक एंगल (6–8°), तीक्ष्ण कटिंग एज (~0.05 mm) | कटिंग बल को कम करता है और अत्यधिक टूल घिसाव को रोकता है |
कटिंग पैरामीटर (ISO 3685 अनुरूप)
ऑपरेशन | गति (m/min) | फीड (mm/rev) | कट की गहराई (mm) | कूलेंट दबाव (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 15–25 | 0.15–0.25 | 2.0–3.0 | 100–120 |
फिनिशिंग | 30–40 | 0.05–0.10 | 0.3–0.8 | 120–150 |
मशीन्ड Rene 80 भागों के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP आंतरिक छिद्रता को कम करता है और थकान शक्ति को 25% से अधिक बढ़ाता है, जो उच्च तापीय और यांत्रिक तनावों के संपर्क में आने वाले घटकों के लिए आवश्यक है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट में 1150°C पर सॉल्यूशन ट्रीटमेंट और उसके बाद 800°C पर एजिंग शामिल है, जिससे γ′ चरण का निर्माण अनुकूल होता है और क्रीप प्रतिरोध तथा यांत्रिक शक्ति बढ़ती है।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग हीट-अफेक्टेड ज़ोन में न्यूनतम शक्ति ह्रास के साथ दरार-रहित, उच्च-शक्ति वेल्ड प्रदान करती है, जो मरम्मत या महत्वपूर्ण टरबाइन घटकों को जोड़ने के लिए आदर्श है।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग सतह तापमान को 250°C तक कम करती है, जिससे टरबाइन ब्लेड और एग्ज़ॉस्ट नोज़ल जैसे उच्च तापमान घटकों का सेवा जीवन बढ़ता है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (EDM)
EDM कूलिंग होल्स और माइक्रोचैनल्स जैसी जटिल विशेषताओं के सटीक निर्माण को सक्षम बनाता है, ±0.005 mm तक की टॉलरेंस प्राप्त करता है।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग गैस टरबाइनों के लिए सटीक आंतरिक मार्ग सुनिश्चित करती है, जहाँ L/D अनुपात 30:1 तक और समकेन्द्रीयता विचलन 0.3 mm/m से कम हो सकता है।
सामग्री परीक्षण और विश्लेषण
सामग्री परीक्षण में तन्यता, थकान और क्रीप परीक्षण शामिल हैं ताकि यह पुष्टि हो सके कि घटक एयरोस्पेस और औद्योगिक अनुप्रयोगों की उच्च तापमान प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
Rene 80 घटकों के औद्योगिक अनुप्रयोग
एयरोस्पेस टरबाइन इंजन: अत्यधिक तापीय और यांत्रिक तनावों के संपर्क में आने वाले टरबाइन ब्लेड, वेन और नोज़ल।
पावर जेनरेशन: उच्च-दक्षता टरबाइनों के लिए गैस टरबाइन ब्लेड, वेन और एग्ज़ॉस्ट नोज़ल।
न्यूक्लियर रिएक्टर: उच्च विकिरण और तापीय तनावों के संपर्क में आने वाले रिएक्टर कोर घटक, प्रेशर वेसल और हीट एक्सचेंजर।
ऑटोमोटिव टर्बो सिस्टम: उच्च-प्रदर्शन वाहनों के लिए टर्बोचार्जर, एग्ज़ॉस्ट वाल्व और हीट शील्ड।
औद्योगिक हीट ट्रीटमेंट उपकरण: औद्योगिक अनुप्रयोगों में उच्च तापमान के संपर्क में आने वाले फर्नेस घटक, सील और फिक्स्चर।
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