Alloy 25 (2.4964) geschmiedet für Hitze und Gleitflächen
Wir liefern Alloy 25 freiformgeschmiedet als Stab, Scheibe, Ring oder Teil nach Zeichnung, auch wenn Sie nur ein einziges Stück benötigen. Diese Kobaltlegierung eignet sich für Anwendungen mit hohen Temperaturen, Oxidationsbelastung und Fressverschleiß.
Gütewahl
Alloy 25 oder eine Nickellegierung?
Ob Alloy 25 die richtige Wahl ist, hängt vor allem von zwei Dingen ab: der Betriebstemperatur und der Belastung der Gleitflächen. Ist eines von beiden hoch, kommt diese Kobaltlegierung schnell in Betracht.
Lang anhaltende Hitze und Oxidation
Bleibt die Temperatur lange hoch, kommt die Stärke dieser Kobaltlegierung zur Geltung: Bis etwa 980 °C widersteht sie der Oxidation, und auch eine schwefelhaltige Atmosphäre verträgt sie gut. Laut Haynes International ist sie die festeste unter den gut verarbeitbaren Kobaltlegierungen.
Fressen und Kavitation
Wenn Flächen unter Druck aneinander entlanggleiten, ist die Legierung hervorragend beständig gegen Fressen (Galling) und gegen Kavitation. Im Kavitationsversuch von Haynes schnitt sie sogar besser ab als die Nickellegierung Alloy 625.
Raumtemperatur und hohe Festigkeit: Alloy 718
Spielt sich Ihre Anwendung vor allem bei Raumtemperatur ab, ist Alloy 718 oft die bessere Wahl: Diese Nickellegierung wird durch Auslagern ausgehärtet und ist dann deutlich fester. Special Metals nennt etwa 704 °C als Einsatzgrenze. Steigt die Temperatur darüber, wählen Sie gerade Alloy 25.
Anwendungen
Anwendungen in Gasturbinen, Lagern sowie Öl und Gas
In der Praxis begegnet Ihnen diese Kobaltlegierung an unterschiedlichen Stellen, zum Beispiel:
Brennkammern und Nachbrenner von Gasturbinen
Heißgasteile in älteren Triebwerkstypen
Öl- und Gasbauteile nach NACE MR0175 / ISO 15156
Gleit- und Verschleißteile, bei denen Fressen oder Kavitation droht
Lagerkugeln und Laufringe bei hoher Temperatur
Federn für den Einsatz bei hoher Temperatur
Herzklappen und andere medizinische Bauteile
Normen
Alloy 25, L-605 oder 2.4964 auf der Zeichnung
Der Zusatz „Alloy“ sagt für sich genommen wenig: In der Stahl- und Nickelwelt deckt er zahlreiche verschiedene Legierungen ab, von Alloy 625 und 718 bis Alloy 800. Notieren Sie daher auf Zeichnung und Bestellung auch die UNS-Nummer oder die Werkstoffnummer. Dann wissen Einkauf und Prüfung auf beiden Seiten sicher, welchen Werkstoff Sie meinen.
| Bezeichnung | Wert |
|---|---|
| Generischer Name | Alloy 25, Alloy L-605 |
| Markenname | Haynes® 25 |
| UNS | R30605 |
| Werkstoffnummer (W.-Nr.) | 2.4964 (CoCr20W15Ni) |
| Stab und Schmiedestücke | AMS 5759, MIL-C-24252D (Stab) |
| Öl und Gas | NACE MR0175 / ISO 15156 |
| Basismetall | Kobalt |
Technische Daten
Chemie und Festigkeit von Alloy 25 / 2.4964
Alloy 25 ist mischkristallverfestigt (solid-solution strengthened): Im lösungsgeglühten Zustand stammt die Festigkeit aus der Zusammensetzung. Bei hoher Temperatur stellt sich die Frage, wie viel von dieser Festigkeit übrig bleibt; das bestimmt Ihre Auslegungsreserve.
Chemische Zusammensetzung
| Element | Massen-% |
|---|---|
| Kobalt (Co) | Rest |
| Chrom (Cr) | 19,0 – 21,0 |
| Wolfram (W) | 14,0 – 16,0 |
| Nickel (Ni) | 9,0 – 11,0 |
| Mangan (Mn) | 1,0 – 2,0 |
| Kohlenstoff (C) | 0,05 – 0,15 |
| Eisen (Fe) | ≤ 3,0 |
| Silizium (Si) | ≤ 0,40 |
| Phosphor (P) | ≤ 0,040 |
| Schwefel (S) | ≤ 0,030 |
Mechanische Eigenschaften bei hoher Temperatur
| Temperatur | Rp0,2 typisch (MPa) | Rm typisch (MPa) | A typisch (%) | Quellwert Rp / Rm (ksi) |
|---|---|---|---|---|
| Raumtemperatur | 505 | 1015 | 60 | 73 / 147 |
| 538 °C | 295 | 780 | 63 | 43 / 113 |
| 649 °C | 295 | 725 | 49 | 43 / 105 |
| 760 °C | 285 | 620 | 29 | 41 / 90 |
| 871 °C | 235 | 370 | 29 | 34 / 54 |
| 982 °C | 130 | 195 | 41 | 19 / 28 |
Haynes International veröffentlicht diese typischen Werte für warmgewalzten Stab nach dem Lösungsglühen bei 1230 °C (2250 °F). Es sind keine garantierten Mindestwerte; die Quelle spricht selbst von begrenzten Daten. Die MPa- und ksi-Spalten sind so übernommen, wie sie veröffentlicht wurden. Härte von lösungsgeglühtem Stab: typisch 98 HRBW. Die Zusammensetzungsgrenzen stammen von Rolled Alloys (L-605), ebenso die Zuordnung zur Werkstoffnummer 2.4964. Die Mindestwerte nach AMS 5759 vereinbaren Sie je Bestellung oder in Absprache. Haynes® ist eine eingetragene Marke von Haynes International, Inc. Dass der Markenname hier steht, bedeutet nicht, dass Haynes International den gelieferten Werkstoff hergestellt hat.
Verarbeitung
Schmieden und Lösungsglühen von Alloy 25
Durchwärmen und Schmieden
Der Block wird zunächst vollständig auf etwa 1205 °C (2200 °F) durchgewärmt. Erst dann kommt er unter die Presse.
Zwischenglühen
Die Legierung verfestigt sich beim Umformen sehr schnell. Bei einer komplexen Form erhält das Stück daher ein Zwischenglühen, bevor es weiter umgeformt wird.
Lösungsglühen und Abschrecken
Danach folgt das Lösungsglühen bei 1175 bis 1230 °C, mit schneller Abkühlung oder Abschrecken in Wasser. Glühen bei niedrigerer Temperatur lässt Karbide ausscheiden (Karbidausscheidung); das Lösungsglühen bleibt deshalb immer die letzte Wärmebehandlung.
Prüfungen nach der letzten Wärmebehandlung
Erst wenn alle Wärmebehandlungen abgeschlossen sind, folgen die vereinbarten Prüfungen und Messungen. So wissen Sie sicher, dass jedes Ergebnis den Zustand beschreibt, in dem Ihr Stück tatsächlich das Werk verlässt.
Abnahme
Werkstoffidentität und Zeugnis
Bei einer Kobaltlegierung muss nachweisbar sein, welcher Werkstoff geliefert wurde; das ist ebenso wichtig wie die Festigkeit. Die Schmelzanalyse bestätigt die Zusammensetzung, auf Wunsch ergänzt durch eine PMI-Messung. Das vorgedrehte Stück prüfen wir mit Ultraschall auf innere Fehler, und im Zeugnis vermerken wir das Lösungsglühen.
Der gesamte Weg vom Schmieden bis zur Prüfung unterliegt einer einzigen verantwortlichen Stelle, auch bei dieser Kobaltlegierung. Jedes Schmiedestück erhält eine eigene Prüfung, sodass jedes Ergebnis zum richtigen Stück gehört. Bei der Abnahme darf ein Inspektor in Ihrem Namen oder im Namen Ihres Kunden anwesend sein.
Spezifizieren
Fragen zu Alloy 25 bei Spezifikation und Einkauf
Ist Alloy 25 eine Nickellegierung?
Nein, Alloy 25 ist eine Kobaltlegierung: Kobalt bildet mit nominal 51 % die Basis. Nickel ist ein wichtiges Legierungselement, aber nicht der Hauptbestandteil. Das Missverständnis entsteht, weil der Name oft neben Nickellegierungen wie Alloy 718 genannt wird. Der Unterschied ist wichtig beim Schweißen, bei der Wärmebehandlung und bei einer korrekten Spezifikation.
Ist Alloy 25 dasselbe wie L-605 und Haynes 25?
Ja, Alloy 25, L-605 und Haynes 25 bezeichnen dieselbe Kobaltlegierung. Auch die Implantatnorm ASTM F90 legt diese Zusammensetzung fest, als geschmiedetes und gewalztes (wrought) Co-20Cr-15W-10Ni für chirurgische Anwendungen. Ob Sie Markenmaterial erhalten oder eine gleichwertige Güte nach derselben UNS-, AMS- oder ASTM-Spezifikation, hängt davon ab, was Ihre Spezifikation zulässt.
Verliert L-605 nach langer Auslagerung bei mittleren Temperaturen an Zähigkeit?
Wird die Legierung lange bei mittleren Temperaturen gehalten, nimmt die Zähigkeit bei Raumtemperatur ab. Alloy X und Alloy 625 verhalten sich ebenso. Dem steht gegenüber, dass Haynes 650 bis 980 °C als den Bereich nennt, in dem die Legierung bei sehr langer Einsatzdauer am besten abschneidet. Berücksichtigen Sie das bei Langzeiteinsatz.
In welchem Zustand wird ein Schmiedestück in 2.4964 geliefert?
Ein Schmiedestück in 2.4964 erhalten Sie standardmäßig lösungsgeglüht (solution annealed), sofern Sie keinen anderen Zustand vorschreiben. Wie lange das Glühen dauert, hängt von der Wanddicke des Stücks ab. Für die Wärmebehandlung ist die geltende Norm das Minimum; stellt Ihre eigene Spezifikation strengere Anforderungen, folgen wir dieser.
Ist Alloy 25 schweißbar?
Alloy 25 lässt sich gut schweißen mit WIG, MIG, Stabelektroden, Elektronenstrahlschweißen und Widerstandsschweißen. Unterpulverschweißen ist die Ausnahme: Dieses Verfahren begünstigt Rissbildung und wird nicht empfohlen. Vorwärmen ist nicht nötig, aber die Zwischenlagentemperatur muss unter 93 °C bleiben. Verwenden Sie Schweißzusatz, dessen Zusammensetzung zum Grundwerkstoff passt: Draht nach AMS 5796, Elektroden nach AMS 5797.
Was ist Fressen (Galling) bei Gleitflächen?
Fressen tritt auf, wenn Metallflächen unter Druck aneinander entlanggleiten und der Werkstoff beider Flächen aneinander haftet. Für Gleitflächen mit diesem Risiko steht neben Alloy 25 auch Stellite 6B im Specials-Programm. Das ist eine Knetlegierung aus Kobalt, Chrom und Wolfram, die Sie wegen der Beständigkeit gegen Verschleiß und Fressen wählen. Sie ist als Stab und Blech nach AMS 5894 erhältlich.
Wie hoch ist die Dichte dieser Kobaltlegierung?
Die Dichte beträgt 9,07 g/cm³, etwa 15 % mehr als die von Stahl. Berechnen Sie das Einsatzgewicht eines Schmiedestücks daher nicht mit der Dichte von Stahl; dasselbe Volumen wiegt in dieser Legierung mehr. Kaltumformen erhöht Festigkeit und Härte erheblich: Blech mit 20 % Kaltumformung erreichte in Versuchen von Haynes 44 HRC.
Wann genügt 3.1 und wann ist 3.2 erforderlich?
Das Abnahmeprüfzeugnis 3.1 nach EN 10204 genügt in der Regel; 3.2 ist erforderlich, sobald eine unabhängige Stelle, wie Lloyd's Register, ABS oder RINA, den Werkstoff abnehmen muss. Ein 3.1 stellt die Prüfabteilung des Herstellers aus, ein 3.2 trägt zusätzlich die Unterschrift des Inspektors. Welche Prüfungen darauf stehen, ergibt sich aus Ihrer Spezifikation: Spektralanalyse, Eindringprüfung, Härte, Zugversuch oder Korngröße unter dem Mikroskop.
Wie lange dauert die Lieferung eines Schmiedestücks in dieser Legierung?
Verfügbarkeit des Ausgangsmaterials, Gewicht und Bearbeitung des Stücks bestimmen die Lieferzeit. Das Lösungsglühen ist die letzte Wärmebehandlung, und die Prüfungen folgen danach; auch die Ultraschallprüfung des vorgedrehten Stücks gehört zur Planung. Welche Frist für Ihren Auftrag gilt, nennt das Angebot; geben Sie dafür Zeichnung, Stückzahl und Zustand an.
Warum geht das Vordrehen der Ultraschallprüfung voraus?
Ein Schmiedestück wird vorgedreht, weil die Ultraschallprüfung auf innere Fehler erst an sauberen Flächen möglich ist. Eine freiformgeschmiedete Oberfläche ist nicht maßhaltig; daher erhält das Stück Bearbeitungszugabe. Das Vordrehen entfernt einen Teil dieser Zugabe und macht die Flächen für die Messung sauber.
Verwandt
Alloy 25-Schmiedestück anfragen
Senden Sie Ihre Zeichnung mit den geforderten Angaben an info@rdforgings.com, dann teilen wir Ihnen mit, welche Form und welche Prüfung in Alloy 25 machbar sind. Möchten Sie sich lieber kurz austauschen, geht das genauso gut telefonisch mit dem Team in Dongen: +31 (0)85 773 7470.
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