CMSX-10

PRODUKTÜBERSICHT

Im Zuge der Anstrengungen von Konstrukteuren zur Verbesserung des Turbinenwirkungsgrads durch höhere Betriebstemperaturen und Drehzahlen, müssen die Komponenten höheren Belastungen und Temperaturen standhalten. Die Legierung CMSX-10® der Cannon Muskegon Corporation steht für eine erhebliche Verbesserung der Eigenschaften von Superlegierungen und ist aktuell eine der stärksten Ni-basierten einkristallinen Guss-Superlegierungen weltweit. Sie bietet eine um 30°C höhere Kriech- und Dauerfestigkeit gegenüber den besten alternativen Legierungen und ermöglicht eine Erhöhung der Auslegungstemperaturen von Heißgaskomponenten in der Turbine um mindestens 42°C (75°F).

 

TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN

Die Superlegierung CMSX-10® von Cannon Muskegon wurde für ein ausgeglichenes und vorteilhaftes Verhältnis von Gießeigenschaften einkristalliner Komponenten, Wärmebehandlungseigenschaften, Schlagzähigkeit, Dauerfestigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Umweltbedingungen entwickelt. Zusätzlich zu zahlreichen kleinen VIM-Chargen hat Cannon Muskegon auch mehrere Chargen von 3855 kg (8500 lb) aus 100% neu gewonnenen Produktionschargen sowie mehrere Chargen von 3855 kg aus 50% neu gewonnenen und 50% wiederverwendeten Produktionschargen hergestellt und somit die im folgenden Abschnitt aufgeführten Superlegierungseigenschaften unter Beweis gestellt.

 

ANWENDUNGEN

Die Superlegierung CMSX-10® von Cannon Muskegon befindet sich in der Bewertungsphase für Schaufeln der ersten Stufe in Solar®-Turbinen in der neuen industriellen Mercury 50-Anlage mit 4,2 MW. Lesen Sie hier mehr über die Hintergründe.

 

LEGIERUNGSEIGENSCHAFTEN

Dichte 0,326 lb./in3 (9,05 kg/dm3).

CMSX-10 wird ähnlich anderen einkristallinen Legierungen VIM-produziert. Sie weist gute Gusseigenschaften auf und bietet Eigenschaften, die denen von CMSX-4® (Superlegierung der zweiten Generation) ähneln. Die präzise chemische Kontrolle stellt gleichmäßige Gussausbringungen und Legierungseigenschaften sicher und minimiert darüber hinaus die unerwünschten Begleitelemente, die sich durch Keimbildung um Korndefekte negativ auf die Gussausbringung auswirken können.

	CMSX-10 bietet eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Rekristallisierung während des Lösungsglühzyklus. Die Superlegierung erlaubt vollständiges ý Lösungsglühen (aktuell mit einer Spitzentemperatur von ca. 1.366°C (2.490°F)) und besitzt ein praxistaugliches Fenster für das Lösungsglühen.
	Ein dreistufiger Alterungsprozess führt zur Bildung relativ feiner  ý Matrixkanäle, die zusätzliche Widerstandsfähigkeit gegenüber Versetzungsbewegungen bieten und so positive Auswirkungen auf die Zug- und Kriechfestigkeit bei geringeren Temperaturen haben.
	Die Werte für Zugfestigkeit und Schlagzähigkeit von Raumtemperatur bis ca. 1.050°C ähneln denen anderer Ni-basierter Legierungen der zweiten Generation.

	CMSX-10 bietet im Vergleich zu SX-Superlegierungen der zweiten Generation wie z. B. CMSX-4 in Bezug auf Zugfestigkeit und Schlagzähigkeit einen Vorteil von 30°C.
	Im Hinblick auf die Zeit bis zu einer Kriechdeformation von 1% bietet CMSX-10 bei allen bewerteten Temperaturen und Belastungen eine größere Widerstandsfähigkeit als CMSX-4. Im Vergleich der Zeit bis zu einer Kriechdeformation von 1% bei 982°C und 248 Mpa, bietet CMSX-10 Eigenschaften, die denen des Werkstoffs CMSX-4 um den Faktor 4,6 überlegen sind. Zusätzlich haben Triebwerksprüfungen mit Schaufeln aus CMSX-10 und CMSX-4 auf einem gemeinsamen Schaufelkranz ergeben, dass die Streckung von Schaufeln aus CMSX-10 im ausgewerteten Triebwerkszyklus um 1/8 unter der von Schaufeln aus CMSX-4 lag.
	Daten aus LCF- und HCF-Prüfungen bezüglich der Triebwerksleistung zeigen, dass CMSX-10 über eine ähnliche bis dreimal höhere Ermüdungslebensdauer verfügt, als die Superlegierung CMSX-4.
	Die Oxidationsbeständigkeit der reinen CMSX-10-Legierung ist gut und mit der von CMSX-4 gleichwertig, was zyklische Prüfungen im Brenneraufbau (Mach 1, 1.100°C, 0,25 ppm Salz) gezeigt haben. Bei Exposition gegenüber geringeren Temperaturen ist es CMSX-4 jedoch unterlegen.
	Die Beschichtungs-/Substratkompatibilität mit Aluminidbeschichtungen ist zufriedenstellend und Prüfungen mit fortschrittlichen Platin-Aluminiden haben vielversprechende Ergebnisse geliefert.

 

ANFORDERUNGSFORMULAR FÜR INFORMATIONSMATERIAL

Um zu diesem oder anderen Produkten weitere Informationen anzufordern, geben Sie bitte Ihre vollständige Postadresse an, da die Informationen auf dem Postweg geschickt werden.

Cannon-Muskegon Corporation

PO Box 506, Muskegon, MI 49443-0506 USA

Gebührenfrei: 800-253-0371

E-Mail: jkiely@canmkg.com