La lega Nimonic 105 è una superlega di nichel-cobalto-cromo rinforzata per precipitazione, progettata per garantire una resistenza sostenuta alle alte temperature e allo scorrimento fino a circa 950°C (≈1740°F)Il materiale è ampiamente utilizzato per le pale delle turbine, i dischi, i pezzi forgiati a caldo e gli elementi di fissaggio ad alta temperatura, dove la stabilità dimensionale a lungo termine e la resistenza all'ossidazione sono essenziali.

• Famiglia: Superlega a base di nichel, rinforzata per precipitazione (base di nichel-cobalto-cromo).

• Werkstoff / W. Nr: 2,4634 (spesso indicato come Nimonic 105).

• Temperatura di servizio: progettato per un uso prolungato fino a ≈950°C; eccellente resistenza allo scorrimento in tale intervallo.

• Usi tipici: pale e dischi di turbine, elementi di fissaggio per alte temperature, forgiati a caldo, anelli e componenti critici di turbine a gas e apparecchiature industriali ad alta temperatura.

Che cos'è il Nimonic 105?

Il Nimonic 105 è una superlega di nichel-cobalto-cromo sviluppata a metà del XX secolo come parte della famiglia Nimonic di leghe resistenti al calore. Combina una matrice ricca di nichel con quantità controllate di cobalto e cromo per la resistenza alla corrosione/ossidazione, mentre il molibdeno, l'alluminio e il titanio producono un rafforzamento sia per soluzione solida che per precipitazione (quest'ultima dopo l'invecchiamento). La microstruttura e la chimica sono state scelte per ottenere un'elevata resistenza alla trazione e al creep alle temperature che si incontrano nelle sezioni calde dei motori aeronautici e delle turbine a gas industriali. Queste proprietà ne fanno un cavallo di battaglia per i componenti che devono mantenere la forza e resistere alla deformazione per migliaia di ore ad alta temperatura.

Composizione chimica

Di seguito è riportata una tabella sintetica costruita a partire dai dati tecnici del produttore (intervalli di composizione tipici utilizzati per le specifiche). Utilizzare le specifiche esatte sugli ordini di acquisto: piccole variazioni di carbonio, Al o Ti hanno effetti misurabili sul comportamento di precipitazione.

(Fonte: Bollettino tecnico Special Metals per la lega NIMONIC® 105; tabella di composizione condensata).

Nota: I fornitori e gli standard nazionali a volte mostrano limiti superiori/inferiore leggermente diversi; citare sempre la specifica a cui si fa riferimento nel disegno (ad esempio, BS HR3 / W. Nr. 2.4634).

Principali proprietà fisiche e meccaniche

La tabella seguente riassume i numeri fisici e meccanici comunemente citati. I valori dipendono fortemente dal trattamento termico, dalla forma del prodotto (barra, sezione estrusa, forgiato) e dalla temperatura di prova.

Nota tecnica: I singoli valori numerici possono essere fuorvianti per le superleghe: scegliete dal fornitore le tabelle delle proprietà che corrispondono al trattamento termico e alla forma del prodotto che intendete utilizzare. Special Metals pubblica curve dettagliate di trazione, scorrimento e fatica su cui gli ingegneri fanno affidamento per il dimensionamento dei pezzi.

Standard ed equivalenti

Il Nimonic 105 è indicato in vari sistemi nazionali/industriali. Le denominazioni e i riferimenti incrociati comuni includono:

• Werkstoff / W. Nr.: 2.4634.

• Britannico / Europeo: BS HR3 (e denominazioni HR correlate).

• Altri annunci: AFNOR NCKD 20ATv; comunemente indicato negli elenchi delle leghe aerospaziali come "Alloy 105 / Nimonic 105".

Equivalenti: Poiché la composizione e le filosofie di trattamento termico variano, non esiste un sostituto perfetto; tuttavia, in molti contesti di approvvigionamento il Nimonic 105 corrisponde al DIN 2.4634 e ai vecchi schemi di denominazione delle leghe utilizzati nei cataloghi aeronautici e industriali. Confermare sempre la composizione e le specifiche meccaniche richieste piuttosto che affidarsi esclusivamente a un nome commerciale.

A cosa serve il Nimonic 105?

Tra gli usi tipici, grazie alla sua forza, alla resistenza allo scorrimento e all'ossidazione, figurano:

• Componenti per turbine a gas aerospaziali e industriali: pale, palette, dischi, anelli e parti del combustore che operano in sezioni calde.

• Elementi di fissaggio e bulloni per alte temperature: quando è richiesto il mantenimento del precarico a lungo termine a temperature elevate.

• Utensili per la lavorazione a caldo e stampi per la forgiatura che richiedono resistenza al calore e stabilità dimensionale.

• Molle speciali e parti di ritenzione in ambienti soggetti a riscaldamento ciclico e a forti sollecitazioni.

Perché gli ingegneri la scelgono: la lega offre un mix di matrice indurevole per età (precipitati di Al + Ti) e rafforzamento in soluzione solida (Mo, Co), che consente di ottenere elevate prestazioni a trazione e a scorrimento senza le limitazioni legate alla sola colata di alcune superleghe monocristalline o solidificate direzionalmente. Ciò rende il Nimonic 105 interessante per i componenti forgiati e i pezzi fucinati che devono essere lavorati e trattati termicamente con tolleranze ristrette.

Trattamento termico, fabbricazione e giunzione

Trattamenti termici (raccomandazioni del produttore): il bollettino dei metalli speciali fornisce due regimi di uso frequente, adattati al tipo di componente:

• Trattamento A (resistenza ottimale allo scorrimento a lungo termine): 4 h / 1150°C raffreddamento ad aria + 16 h / 1050-1065°C raffreddamento ad aria + 16 h / 850°C raffreddamento ad aria.

• Trattamento B (per una maggiore resistenza alla trazione e migliori proprietà RT quando il creep a lungo termine è meno critico): 4 h / 1125°C CA + 16 h / 850°C CA.
  Utilizzare il trattamento (A) per le pale/dischi di turbina; (B) quando la durata di scorrimento non è centrale.

Lavorazione a caldo: intervallo consigliato ~1050-1200°C; l'interstadio viene ricotto a ~1150°C se si effettua una forte deformazione.

Lavorazione: macchina in condizioni di trattamento termico completo, ove possibile; la durezza impone utensili in metallo duro (punte in carburo di tungsteno), pratiche a basso avanzamento/alta rigidità.

Saldatura: La saldatura per fusione (TIG/MIG) può essere problematica a causa della microfissazione nella saldatura e nella ZTA; la saldatura a fascio di elettroni e la saldatura flash-butt sono state utilizzate con successo nella produzione, ma i test di qualificazione sono obbligatori. La brasatura ad alta temperatura in atmosfera di vuoto/idrogeno secco/inerte è un metodo di giunzione comune quando le temperature rimangono al di sotto del trattamento di soluzione.

Suggerimento pratico: specificare negli ordini di acquisto i trattamenti termici consentiti, gli eventuali trattamenti termici post-saldatura richiesti e le qualifiche NDT - i componenti che utilizzano il Nimonic 105 sono spesso critici per la sicurezza.

Dimensioni, forme e peso

Il Nimonic 105 viene prodotto da stabilimenti e centri di servizio specializzati in molte forme di prodotto. I prodotti commerciali tipici includono barre, billette, sezioni estruse, lamiere (lamiere sottili e lamiere più spesse), tubi e forgiati.

Tabella rappresentativa delle dimensioni e del peso

Esempio di peso: un tondino di Ø50 mm lungo 1000 mm pesa ≈ π-(0,05²/4)-1 m -8,01 g/cm³ → ≈15,7 kg (l'ingegnere deve calcolare la massa esatta dalla geometria). (Utilizzare la densità 8,01 g/cm³ per le conversioni).

Confronto prezzi globale 2025

Nota di mercato: I prezzi delle superleghe di nichel speciali dipendono fortemente dalla forma (barre o piastre o elementi di fissaggio finiti), dalla quantità, dai tempi di lavorazione e dal sovrapprezzo per le materie prime. I seguenti intervalli sono indicatori di mercato approssimativi raccolti dalle schede dei prezzi dei fornitori attuali e dagli elenchi del mercato (prezzo FOB o prezzo al kg del fornitore elencato). Utilizzateli solo per la stesura del budget - richiedete preventivi formali per l'approvvigionamento.

Fonti e avvertenze: Queste gamme combinano i listini del mercato (Made-in-China, pagine FOB della fabbrica), i distributori di leghe speciali e gli indici di sovrapprezzo delle leghe; il prezzo può variare in base ai mercati del nichel/cobalto, alla forma, alla certificazione richiesta e al volume degli ordini. Per un preventivo preciso, richiedere preventivi di laminazione che facciano riferimento alle specifiche complete (BS HR3 / W. Nr. 2.4634) e al trattamento termico.

Fornitura, tempi di consegna e perché acquistare Nimonic 105 da MWalloys

MWalloys - chi siamo (breve): MWalloys è un fornitore e trasformatore di metalli speciali che si concentra su materiali a base di nichel ad alta temperatura per i settori industriale e aerospaziale. Manteniamo rapporti con le fabbriche e disponiamo di gradi di Nimonic comuni per fornire anelli forgiati, barre, lamiere e articoli tagliati a misura.

Cosa offre MWalloys per il Nimonic 105:

• 100% prezzo di fabbrica su molte forme standard (acquistiamo direttamente dalle cartiere e trasferiamo i risparmi ai nostri clienti).

• Consegna rapida in magazzino per i formati tipici di barre, lamiere e fogli - l'inventario consente tempi di consegna brevi per molti ordini.

• Certificati e tracciabilità: rapporti di prova del materiale (MTR), tracciabilità del numero di calore e registri di prova forniti con ogni spedizione.

• Supporto alla produzione: lavorazioni meccaniche, partner di forgiatura e trattamenti termici pre-qualificati su richiesta.

Se avete bisogno di un preventivo formale, includete: lo standard richiesto (ad esempio, BS HR3 / W. Nr. 2.4634), la forma del prodotto, le dimensioni, i requisiti di trattamento termico/temperatura, la quantità e il porto di consegna - MWalloys risponderà con prezzi diretti alla cartiera e tempi stimati di pronta consegna.

Consigli pratici per gli acquisti: per i componenti rotanti o di sicurezza critici, richiedere nell'ordine di acquisto la tracciabilità certificata da parte della cartiera o dell'impianto e qualsiasi test di terzi necessario (ad esempio, PMI/controllo chimico, NDT).

Come specificare il Nimonic 105 negli appalti

Quando si scrivono documenti tecnici di acquisto, includere:

1. Designazione esatta della lega (ad esempio, Nimonic Alloy 105, W. Nr. 2.4634, BS HR3).

2. Modulo materiale richiesto (barra, piastra, sezione estrusa, grezzo di forgiatura).

3. Tolleranza sulla composizione chimica o specifiche di riferimento. (citare la versione BS/EN o la scheda tecnica dei metalli speciali).

4. Trattamento termico (specificare quale regime suggerito dal produttore o un'alternativa concordata).

5. Criteri di accettazione delle proprietà meccaniche (trazione, snervamento, allungamento a RT e, se necessario, a temperature elevate).

6. Test non distruttivi e accettazione (se necessario, ad esempio, ultrasuoni sui forgiati, PMI).

7. Documentazione (MTR secondo EN 10204 3.1/3.2 o equivalente).

8. Processi speciali (istruzioni di saldatura/brasatura, tolleranze di lavorazione, trattamento termico post-saldatura).

9. Quantità e tempi di consegna - vincolato alla conferma del fornitore e ai tempi di consegna.

10. Condizioni commerciali - FOB/CIF, incoterms, pagamento e garanzia.

Domande frequenti

1. Il Nimonic 105 è uguale all'Inconel 625 o 718?
No. Il Nimonic 105 appartiene alla famiglia Nimonic (nichel-cobalto-cromo con rafforzamento per precipitazione di Al/Ti). L'Inconel 625 e l'Inconel 718 sono leghe a base di nichel diverse, con equilibri di lega e prestazioni differenti; non sostituirle senza una verifica ingegneristica.

2. A quale temperatura può funzionare in modo continuativo?
È stato progettato per un servizio prolungato fino a ≈950°CLa durata specifica dei componenti dipende dalle sollecitazioni, dall'ambiente e dal trattamento termico. Per il dimensionamento dei componenti, utilizzare le curve di creep-rottura fornite dal produttore.

3. Qual è il trattamento termico standard?
Sono pubblicati due regimi comuni: il ciclo a lunga durata (4 h @ 1150°C AC → 16 h @ 1050-1065°C AC → 16 h @ 850°C AC) per la durata del creep, e una soluzione più breve + invecchiamento (4 h @ 1125°C AC → 16 h @ 850°C AC) per una resistenza RT più elevata dove la durata del creep è meno critica. Specificare quale si desidera.

4. Il Nimonic 105 può essere saldato?
La saldatura per fusione è impegnativa e può produrre microfissure; la saldatura a fascio elettronico e il flash-butt hanno avuto successo. La brasatura in atmosfera controllata è comunemente utilizzata. La saldatura deve essere qualificata sul componente e sull'assemblaggio specifico.

5. Il Nimonic 105 richiede utensili speciali per la lavorazione?
Sì - a causa dell'elevata durezza dopo il trattamento termico, si raccomandano utensili in metallo duro e un'attenta progettazione del processo (rigidità, avanzamenti conservativi). Se possibile, lavorare nelle condizioni finali di trattamento termico.

6. Quali sono le forme comuni disponibili presso le cartiere?
Barre tonde, sezioni estruse, lamiere e fogli, tubi, pezzi grezzi forgiati e forgiati ad anello. La disponibilità dipende dallo stabilimento e dalle quantità minime ordinate.

7. In che modo il contenuto di carbonio influisce sulle proprietà?
Il Nimonic 105 ha un limite superiore di carbonio relativamente alto (0,17 wt% max). Il carbonio influenza la formazione di carburi e quindi lo scorrimento e la fabbricabilità; studi recenti esaminano l'effetto del carbonio sullo scorrimento e sulla stabilità della microstruttura.

8. È resistente alla corrosione?
Ha una buona resistenza all'ossidazione ad alta temperatura grazie al Cr e all'Al, ma non è una lega generalmente resistente alla corrosione per i prodotti chimici acquosi aggressivi: se questo è il requisito principale, scegliere una lega classificata per la corrosione.

9. Quale documentazione devo richiedere?
MTR del mulino (chimico e meccanico), record del trattamento termico e qualsiasi rapporto NDT richiesto. Per il settore aerospaziale o per usi critici per la sicurezza, è comune un grado più elevato di certificazione e tracciabilità (3.1/3.2 o simile).

10. Come posso ottenere un prezzo e un tempo di consegna affidabili?
Fornire ai fornitori le specifiche esatte (W. Nr./BS o AMS se applicabile), la forma, le dimensioni, la quantità e i trattamenti desiderati. Gli ordini di grandi dimensioni riducono i costi al kg; MWalloys può fornire preventivi di laminazione e in genere dispone di scorte per una spedizione più rapida delle dimensioni più comuni.