Opløsning og modning: Nikkellegeringer.

Hvad vi gør

Opløsningsglødning og ældning: Nikkellegeringer

Opløsningsbehandling er opvarmning af en legering til en passende temperatur, hvor den holdes på denne temperatur længe nok til at få en eller flere bestanddele til at indgå i en fast opløsning, og derefter afkøles den hurtigt nok til at holde disse bestanddele i opløsning. Efterfølgende varmebehandlinger med udfældning giver mulighed for kontrolleret frigivelse af disse bestanddele enten naturligt (ved stuetemperatur) eller kunstigt (ved højere temperaturer).

Fordele ved opløsning og modning: Nikkellegeringer

Der findes et væld af støbte og smedede nikkelbaserede legeringer, som kan få forskellige ønskelige egenskaber forbedret ved enten opløsningsbehandling eller ved opløsningsbehandling og udskilningshærdning. Egenskaber som mekanisk styrke ved stuetemperatur og/eller forhøjet temperatur, korrosionsbestandighed og oxidationsbestandighed forbedres typisk ved sådanne varmebehandlinger.

Anvendelse og materialer

Egenskaberne ved varmebehandlede nikkelbaserede legeringer kan forbedres ved at vælge passende varmebehandlingsparametre. Brugen af opløsningsbehandling alene eller opløsningsbehandling efterfulgt af udskilningshærdning er almindeligt anvendt med nikkelbaserede legeringer.

Behandling af løsningen

• Under fremstillingsprocessen kan de fleste materialer blive arbejdshærdede, hvilket begrænser muligheden for at bearbejde materialet yderligere. Opløsningsbehandling i processen (aflastning) kan reducere denne arbejdshærdede tilstand og muliggøre yderligere forarbejdning.
• Fremstillingsprocesser som lodning, svejsning eller belægning kan have en uønsket indvirkning på materialeegenskaberne, som kan vendes ved hjælp af opløsningsbehandling før yderligere downstream-behandling.
• Fremstillingsprocesser kan resultere i en for tidlig start af den endelige udskilningshærdningsproces, som kan vendes ved at opløsningsbehandle igen før videre forarbejdning.
• Mange nikkelbaserede legeringer udvikler deres ønskede egenskaber udelukkende gennem opløsningsbehandlingsprocessen. De betragtes som solide opløsningsforstærkede legeringer. Eksempler på disse er Hastelloy X, INCO 625 og HA 230.

Hærdning ved udfældning

• Udviklingen af de endelige materialeegenskaber, der kræves for at opfylde delens specifikke designkriterier, kræver typisk, at materialet (støbt/smeltet materiale) udsættes for en lang varmebehandlingscyklus ved lavere temperaturer for at udvikle en legeringsspecifik mikrostruktur gennem udskillelseshærdning.
• Typisk udføres dette trin i eller nær slutningen af fremstillingsprocessen, da varmebehandlingsprocessen resulterer i en betydelig forøgelse af materialets hårdhed, og der sker en forudsigelig størrelsesændring (svind), som der skal tages højde for. Bearbejdningsomkostningerne kan stige dramatisk, hvis der er behov for bearbejdning efter ældningshærdning.
• Typiske eksempler på materialer er: INCO 718, INCO 738, Mar-M-247, Waspaloy og C263.

Opløsning og modning: Procesdetaljer for nikkellegeringer

• Opløsningsbehandling udføres typisk ved temperaturer fra 1800 til 2450°F i vakuum, efterfulgt af hurtig afkøling med gasblæser til stuetemperatur. Mange materialer har specifikke afkølingshastigheder, der skal opnås for at sikre, at den rette metallurgiske mikrostruktur opnås i det endelige produkt.
• Udskilningshærdning udføres typisk ved temperaturer fra 1000 til 2080°F i vakuum, inert atmosfære eller luft i holdetider fra 2 timer til 40+ timer afhængigt af det nøjagtige materiale og den specificerede metallurgiske mikrostruktur. Flere trin (med faldende temperaturer på hvert trin) kan også være nødvendige for at opnå de endelige ønskede resultater.
• Gældende industrielle specifikationer omfatter SAE AMS 2773 og AMS 2774.