Hochwertiger geschmiedeter Rundstab aus Nickelbasislegierung für industrielle Anwendungen

Niemand kauft einGeschmiedeter Rundstab aus Nickelbasislegierung weil es die günstige Variante war. Kohlenstoffstahlrunden kosten einen Bruchteil des Preises, und selbst Stangen aus rostfreiem Stahl werden deutlich weniger pro Kilogramm verbraucht. Ein Käufer, der Inconel 625 oder Hastelloy C-276 in Stangenform beschafft, löst ein spezifisches technisches Problem – eines, bei dem das Metall in einem chemischen Reaktor, einer Gasturbine, einem Bohrlochwerkzeug oder einer Schiffsbefestigungsbaugruppe sitzt und die Kosten eines Ausfalls die Materialkosten in den Schatten stellen. Der Schmiedeschritt ist vorhanden, weil diese Umgebungen eine Stange ohne innere Hohlräume, ohne Mittellinientrennung und ohne schwache Ebene erfordern, die sich hinter einer sauberen Oberfläche verbirgt.

Als professioneller Hersteller und Lieferant von geschmiedeten Rundstäben auf Nickelbasislegierung in China,JILAIDAsetzt spezielle Schmiedeprozesse ein, um die Dichte und die Gleichmäßigkeit der inneren Struktur des Materials deutlich zu verbessern und Porosität und Segregationsdefekte zu beseitigen. Die Geradheit kann innerhalb von 1 mm/m erreicht werden, was eine höhere Ausbeute und einen geringeren Materialverlust für die anschließende Präzisionsbearbeitung bietet.

Das Schmieden von Nickellegierungen ist kein Schmieden von Stahl

Das erste, was eine Schmiede beim Übergang von Edelstahl- zu Nickellegierungen lernt, ist, dass sich das Temperaturfenster erheblich verengt. Inconel 718 hat einen empfohlenen Schmiedebereich von etwa 1010 bis 1120 °C – ein Bereich von 110 Grad im Vergleich zum Bereich von über 100 Grad, der für Edelstahl 304 verfügbar ist. Die eigentliche Herausforderung ist jedoch nicht die Reichweite selbst. Es liegt daran, dass Nickellegierungen bei erhöhter Temperatur ihre Festigkeit behalten. Die zum Erreichen eines bestimmten Reduktionsverhältnisses erforderliche Presskraft ist bei einem Knüppel aus einer Nickellegierung etwa 40 bis 60 Prozent höher als bei einem austenitischen Edelstahl mit demselben Durchmesser und derselben Temperatur. Das bedeutet, dass die Presskapazität, das Matrizendesign und die Stößelgeschwindigkeit alle unterschiedlich eingestellt werden müssen und die Lernkurve von einer Legierungsfamilie zur anderen steil ist.

Nickellegierungen widerstehen außerdem der Wärmeübertragung stärker als Stahl. Ein auf Oberflächentemperatur durchnässter Knüppel überträgt diese Temperatur nicht unbedingt bis in seinen Kern. Das Schmieden eines Knüppels mit einem Wärmegradienten – heiße Oberfläche, kühlere Mitte – führt zu ungleichmäßiger Verformung und kann zu inneren Rissen führen, die am fertigen Stab nicht sichtbar sind. Die Einweichzeit vor dem Schmieden muss länger sein und der Übergang vom Ofen zur Presse muss schneller erfolgen, da Knüppel aus Nickellegierungen innerhalb von Sekunden ihre Verarbeitungstemperatur verlieren, wenn sie der Luft bei Raumtemperatur ausgesetzt werden.

Wir schmieden geschmiedete Rundstäbe aus Nickelbasislegierung mit einem Durchmesser von 20 mm bis 350 mm. Die Standardproduktion konzentriert sich auf 154 mm Durchmesser x 500 mm Länge, aber das gesamte Sortiment ist für kundenspezifische Bestellungen verfügbar.

Wofür ist jeder Grad geschmiedet?

Anstatt die Güteklassen in einer Temperaturtabelle aufzulisten, ist es sinnvoller zu beschreiben, wovor jede Legierung tatsächlich schützt – denn genau das muss der Käufer an die Einsatzumgebung anpassen.

Hastelloy C-276 (N10276)ist für Umgebungen geeignet, in denen nasses Chlor, Hypochloritbleiche oder oxidierende Säuremischungen vorhanden sind. Der hohe Molybdängehalt (15–17 %), der C-276 seine Lochfraßbeständigkeit verleiht, macht es auch zu einer der härteren Nickellegierungen zum Schmieden – der Gesenkverschleiß ist erheblich und die Verformungsbeständigkeit bleibt selbst im oberen Bereich des Schmiedebereichs hoch. Aus C-276 hergestellte Stäbe werden typischerweise in chemischen Verarbeitungsgeräten verwendet: Reaktoreinbauten, Befestigungselemente in Behältern und Wellen für Pumpen, die chlorierte Medien fördern.

Inconel 625 (N06625)ist das Arbeitspferd aus einer Nickellegierung. Seine Kombination aus Molybdän (8–10 %) und Niob (3,15–4,15 %) verleiht ihm Festigkeit durch Lösungsverfestigung statt durch Aushärtung, was bedeutet, dass es ohne separaten Alterungszyklus geschmiedet und verwendet werden kann. Stäbe aus 625 dienen einem breiten Spektrum von Endanwendungen: Schiffsausrüstung, Abgaskomponenten für die Luft- und Raumfahrt, Innenteile von Kernreaktoren sowie Bohrlochwerkzeuge für die Öl- und Gasindustrie. Es ist die Sorte, die am häufigsten in Barrenform vorrätig ist, da die Nachfrage konstant und breit ist.

Inconel 718 (GH4169)wird für Anwendungen geschmiedet, die eine hohe Zugfestigkeit bei erhöhter Temperatur erfordern – Gasturbinenscheiben, Befestigungselemente für Motorbaugruppen und Strukturkomponenten im kryogenen Einsatz. Im Gegensatz zu 625 ist 718 eine ausscheidungshärtende Legierung. Der geschmiedete Stab wird lösungsgeglüht und dann gealtert, um die Gamma- und Gamma-Doppel-Ausscheidungen zu entwickeln, die der Legierung ihre Festigkeit verleihen. Das bedeutet, dass die Schmiede nicht nur die Geometrie, sondern auch die thermische Vorgeschichte des Stabs kontrollieren muss, da der Lösungsglühzustand des geschmiedeten Stabs die endgültigen Alterungseigenschaften beeinflusst.

HC-22 (N06022)ist eng mit C-276 verwandt, weist jedoch einen höheren Chromgehalt auf (20–22,5 % gegenüber 14,5–16,5 %). Es ist für Umgebungen geeignet, in denen oxidierende Bedingungen gegenüber reduzierenden Bedingungen dominieren – Rauchgasentschwefelungssysteme, Einbauten in Müllverbrennungsanlagen und aggressive chemische Mischungen, in denen C-276 allein keinen ausreichenden Spielraum bietet.

Legierung 825 (N08825)und sein russisches Standardäquivalent Х20Н25 weisen einen etwas niedrigeren Legierungsgrad auf als die oben genannten Hastelloy- und Inconel-Qualitäten. Sie werden für Anwendungen im Schwefel- und Phosphorsäurebereich sowie für Komponenten in Geräten zur Kontrolle der Umweltverschmutzung geschmiedet. Die Variante 03Х20Н25 mit kontrolliert niedrigem Kohlenstoffgehalt (max. 0,03 %) wird dort spezifiziert, wo eine Sensibilisierung beim Schmieden oder Schweißen vermieden werden muss.

08Х17Н14М2ist das russische Standardäquivalent von 316L-Edelstahl und wird hier aufgeführt, da Käufer in den GUS-Märkten es häufig zusammen mit Nickellegierungsstäben vom selben Lieferanten beziehen. Es lässt sich leichter schmieden als alle oben genannten Nickelsorten und eignet sich für allgemeine Korrosionsanwendungen mit geringerem Härtegrad.

Geradheit, Toleranz und was sie für den Käufer bedeuten

Geschmiedete Rundstäbe aus Nickelbasislegierung werden mit engeren Geradheitstoleranzen spezifiziert als gewalzte Stäbe, und dies ist einer der Hauptgründe, warum Käufer bei diesen Güten das Schmieden dem Walzen vorziehen. Ein gewalzter Inconel 625-Stab kann eine Geradheitsabweichung von 4 mm pro Meter aufweisen. Ein geschmiedeter und gerichteter Stab gleicher Qualität und Größe kann mit 1 mm pro Meter oder besser geliefert werden. Für Käufer, die die Stange in rotierende Komponenten – Wellen, Spindeln, Ventilschäfte – bearbeiten, wirkt sich diese Geradheit direkt auf die Bearbeitungsausbeute aus. Weniger Materialabtrag bedeutet weniger Verschwendung einer teuren Legierung, und eine Stange, die gerade beginnt, verringert das Risiko einer Werkzeugablenkung beim CNC-Drehen.

Die Durchmessertoleranz bei geschmiedeten Nickellegierungsrunden ist normalerweise nur auf der Plusseite: +0 mm bis +2 mm bei Durchmessern bis zu 100 mm, +0 mm bis +3 mm bei Durchmessern über 100 mm. Dies ermöglicht dem Käufer die Endbearbeitung auf die exakte Größe. Wenn die Stange als Fertigmaß ohne weitere Bearbeitung angegeben wird, können wir schälgedrehte oder geschliffene Stangen mit der Toleranz h9 oder h10 liefern – dies sollte jedoch in der Angebotsanfrage angegeben werden, da sich der Produktionsweg und die Kosten erheblich ändern.