Nickel-Superlegierungen. Verschiedene Stärken. Luftfahrt gegen Chemie.

Inconel 718 vereint fünf Vorzüge: hohe Festigkeit in der Hitze, mit 1035 MPa Streckgrenze bis 650 °C; eine gute Schwingfestigkeit für rotierende Bauteile; Schweißbarkeit; eine eingeführte Lieferantenbasis; und einen im Vergleich zu anderen Superlegierungen maßvollen Preis. Es ist das Arbeitspferd für Gasturbinenscheiben, rotierende Triebwerksteile und Verbindungselemente der Luftfahrt. Als Varianten gibt es Inconel 625, mischkristallverfestigt und für ähnliche Temperaturen, sowie Inconel X-750, eine ältere ausscheidungsgehärtete Sorte.

C-276 verträgt oxidierende und reduzierende Medien zugleich, während die meisten Legierungen sich auf das eine oder das andere festlegen. Dazu kommt eine hohe Chloridbeständigkeit mit einem PREN von 65, es hält feuchtes Chlor aus, kommt mit Schwefel-, Salz- und Phosphorsäure zurecht und widersteht der Spannungsrisskorrosion. In Prozessanlagen mit gemischter oder unklarer Chemie ist C-276 die Legierung für alle Fälle. Sie kostet viel, doch ein einziger Werkstoff löst mehrere Probleme.

Inconel 625 ist mischkristallverfestigt und nicht wärmebehandelbar, widersteht der Korrosion aber besser als 718. Man nimmt es für geschweißte Baugruppen, bei denen kein Auslagern nach dem Schweißen nötig ist, für den Sauergasdienst in Öl und Gas mit NACE-Qualifikation und für Chemieanlagen. Inconel 718 härtet durch Ausscheidung, wird also ausgelagert, erreicht weit mehr Festigkeit – 1035 statt 460 MPa Streckgrenze – und lässt sich schwerer schweißen. Es dient in Luftfahrtstrukturen und rotierenden Triebwerksteilen. Kurz: 625 für die Chemie, 718 für die Mechanik.

Beide gelten als berüchtigt schwierig. Sie verfestigen sich beim Zerspanen – wie Edelstahl, nur schlimmer –, leiten die Wärme schlecht ab, sodass sie sich am Werkzeug staut, und liefern klebende Späne. Die Rezepte: scharfes Hartmetall, oft gewechselt, niedrige Schnittgeschwindigkeiten von 20 bis 30 m/min, kräftiger Vorschub, um der Verfestigung zuvorzukommen, reichlich Kühlschmierstoff und eine steife Aufspannung, die unerlässlich ist. Die Bearbeitung kostet das Drei- bis Fünffache eines vergleichbaren Stahls. In der Serie lohnen Keramik- oder CBN-Werkzeuge. Rechnen Sie im Angebot zusätzliche Zeit und Kosten ein.

Inconel 718 kostet 50 bis 80 USD je Kilo, Hastelloy C-276 60 bis 100. Zum Vergleich: Edelstahl 316L 5 bis 8, Duplex 2507 15 bis 20, Ti-6Al-4V 60 bis 80, Reinnickel 200 25 bis 35, Monel 400 30 bis 50. Schreiben Sie Nickel-Superlegierungen nur vor, wenn die Leistung es rechtfertigt, denn sie kosten oft das Fünf- bis Zehnfache eines Edelstahls. Prüfen Sie in Ruhe, ob nicht ein Duplexstahl oder ein Sonderstahl dieselbe Aufgabe erfüllt.

Rene 41 und Waspaloy dienen in der Luftfahrt bei sehr hohen Temperaturen von 700 bis 900 °C. Haynes 230 widersteht der Oxidation bis 1150 °C und findet sich in Brennkammern von Gasturbinen. Haynes 25, auch L605 genannt, ist eine Kobaltbasislegierung für äußerste Hitze. MP35N verbindet hohe Festigkeit ohne Magnetismus mit Korrosionsbeständigkeit, und Nimonic 90 ist eine ältere britische Luftfahrtlegierung. Für besondere Extremfälle wenden Sie sich an einen Lieferanten für Sonder-Superlegierungen; es gibt viele Nischenwerkstoffe für ganz bestimmte Anforderungen. Inconel und Hastelloy decken jedoch 80 % aller Anwendungen ab.