Nickel-Basis-Legierungen – Alles, was Sie wissen müssen

Über Nickel-Basis-Legierungen

Nickelbasislegierungen werden aufgrund ihrer herausragenden Festigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit auch als Ni-Basis-Superlegierungen bezeichnet. Die flächenzentrierte Kristallstruktur ist ein charakteristisches Merkmal von Nickelbasislegierungen, da Nickel als Stabilisator für den Austenit fungiert.

Übliche zusätzliche chemische Elemente in Nickelbasislegierungen sind Chrom, Kobalt, Molybdän, Eisen und Wolfram.

Inconel® und Hastelloy® Nickel-Basis-Legierungen

Zwei der bekanntesten Familien von Nickelbasislegierungen sind Inconel® und Hastelloy®. Weitere namhafte Hersteller sind Waspaloy®, Allvac® und General Electric®.

Die gängigsten Inconel®-Nickelbasislegierungen sind:

• Inconel® 600, 2.4816 (72% Ni, 14-17% Cr, 6-10% Fe, 1% Mn, 0,5%Cu): Eine Nickel-Chrom-Eisen-Legierung, die eine ausgezeichnete Stabilität auch bei hoher Temperatur aufweist. Beständig gegen Chlor und Chlorwasser.
• Inconel® 617, 2.4663 (Rest Nickel, 20-23% Cr, 2% Fe, 10-13%Co, 8-10% Mo, 1,5% Al, 0,7% Mn, 0,7% Si): Diese überwiegend aus Nickel, Chrom, Kobalt und Molybdän bestehende Legierung zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Wärmebeständigkeit aus.
• Inconel® 718 2.4668 (50-55% Ni, 17-21% Cr, Rest Eisen, 4,75-5,5% Nb, 2,8-3,3% Mo, 1%Co, ): Eine härtbare Nickel-Chrom-Eisen-Molybdän-Legierung, die für ihre gute Verarbeitbarkeit und hervorragenden mechanischen Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen bekannt ist.

Hastelloy®-Nickelbasislegierungen sind für ihre Säurebeständigkeit bekannt. Die gebräuchlichsten davon sind:

• Hastelloy® C-4, 2.4610 (Rest Nickel, 14,5 – 17,5% Cr, 0 – 2% Co, 14 – 17% Mo, 0 – 3% Fe, 0 – 1% Mn): C-4 ist eine Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung, die in Umgebungen mit anorganischen Säuren eingesetzt wird.
• Hastelloy® C-22, 2.4602 (Nickel-Gleichgewicht, 20 -22,5% Cr, 0 – 2,5% Co, 12,5 – 14,5% Mo, 0 – 3% Fe, 0-0,5% Mn, 2,5 -3,5 W): C-22 ist eine korrosionsbeständige Nickel-Chrom-Molybdän-Wolfram-Legierung, die eine gute Beständigkeit gegen Säuren aufweist.
• Hastelloy® C-2000, 2.4675 (Rest Nickel, 23% Cr, 2% Co, 16% Mo, 3% Fe): C-2000 wird in Umgebungen mit aggressiven Oxidationsmitteln, wie Schwefelsäure und Eisenchlorid, eingesetzt.

Verbesserung der Haltbarkeit von Werkstücken auf Nickelbasis

Nickelbasislegierungen weisen hervorragenden mechanische Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit und hohe Temperaturstabilität auf. Allerdings kann kein Werkstück ewig halten, ganz gleich, wie gut das Material ist. Um die Lebensdauer von Teilen zu verlängern, können Nickelbasislegierungen mit BoroCoat® behandelt werden, unserer Diffusionsbehandlung, die die Korrosions- und Verschleißbeständigkeit deutlich verbessert und Stabilität gegen Oxidationsmittel bietet.

Die Diffusionsschichten von BoroCoat® verbessern die Oberflächenhärte auf bis zu 2600 HV, wobei eine Diffusionsschicht von 60 µm eingehalten wird. Die Verschleißfestigkeit wird erheblich verbessert, wie der Stift-Scheibe-Test zeigt. Während die Verschleißtiefe von unbehandelten Nickelbasislegierungen zunimmt, je länger der Stift rotiert, zeigen Nickelbasislegierungen mit BoroCoat® eine gleichbleibend geringe Verschleißtiefe während des gesamten Tests.

Anwendungsbereiche

Legierungen auf Nickelbasis werden häufig in anspruchsvollen Umgebungen eingesetzt, die eine gute Beständigkeit gegen hohe und niedrige Temperaturen, Oxidation/Korrosion und hohe Festigkeit erfordern. Zu den Anwendungsgebieten gehören daher unter anderem: Turbinenbau, Kraftwerkstechnik, chemische Industrie, Luft- und Raumfahrttechnik sowie Armaturenbau.