Сплав UDIMET R41 Ni-Cr Alloy, UNS N07041; АМС 5545, 5712, 5713,1

### **Спецификация продукта: UDIMET® Alloy R-41 (UNS N07041)** **Высокопрочный, упрочняемый при дисперсионной обработке никель-хромовый суперсплав** --- #### **1. Обзор** UDIMET® Alloy R-41 - это высокоэффективный, устойчивый к осаждению **никель-хромовый суперсплав**, известный своей исключительной **высокотемпературной прочностью**, **выдающейся стойкостью к окислению** до 980°C (1800°F) и отличными **свойствами ползучести-разрыва**. Он поддерживает высокий уровень прочности в широком диапазоне температур, что делает его универсальным и надежным материалом для самых сложных условий в газотурбинных двигателях. Сплав может обрабатываться с помощью традиционных методов формовки и сварки и, как правило, поставляется в состоянии отжига в растворе. Он достигает своих замечательных механических свойств благодаря точной обработке старением, в результате которой осаждается большая объемная доля упрочняющей гамма-прайм-фазы (γ'). Его сбалансированные свойства на протяжении десятилетий делают его стандартным материалом для компонентов статора и ротора турбины высокого давления как в аэрокосмической, так и в промышленной промышленности. #### **2. Химический состав (% от типичной массы)** Состав предназначен для создания прочного оксидного слоя и стабильной, прочной микроструктуры. | Элемент | Содержание (%) | Роль в сплаве | | :--- | :--- | :--- | | **Никель (Ni)** | Баланс | Образует аустенитную матрицу. | | **Хром (Cr)** | ~19.0 | Обеспечивает превосходную стойкость к окислению и горячей коррозии. | | **Кобальт (Co)** | ~11.0 | Упрочнитель твердого раствора. | | **Молибден (Mo)** | ~10.0 | Мощный упрочнитель твердого раствора. | | **Алюминий (Al)** | ~1.5 | Образует первичную упрочняющую γ' фазу (Ni₃(Al,Ti)). | | **Титан (Ti)** | ~3.1 | Образует первичную упрочняющую γ' фазу (Ni₃(Al,Ti)). | | **Углерод (C)** | ~0.09 | Формирует карбиды для упрочнения границ зерен. | | **Бор (Б)** | ~0.005 | Повышает пластичность ползучести и граничную прочность волокон. | | **Цирконий (Zr)** | ~0.07 | Еще больше улучшает сопротивление ползучести. | | **Железо (Fe)** | ≤ 2.0 | Остаточный элемент. | #### **3. Физические свойства (типовые)** | Собственность | Стоимость / Состояние | | :--- | :--- | | **Плотность** | 8,27 г/см³ (0,299 фунта/дюйм³) | | **Диапазон плавления** | ~1290 - 1345 °C (~2350 - 2450 °F) | | **Коэффициент теплового расширения** | ~13,9 мкм/м·°C (20 - 540°C) | | **Теплопроводность** | ~13,0 Вт/м·К (при 100°C) | | **Модуль упругости** | ~218 ГПа (31,6 x 10⁶ фунт/кв. дюйм) при 20°C | #### **4. Механические свойства** Свойства развиваются с помощью обработки раствором с последующим двухступенчатым процессом старения. Ниже приведены типичные материалы в соответствии с AMS 5712. **После полной термической обработки:** * **Прочность на разрыв:** > 1275 МПа (185 фунтов на квадратный дюйм) * **Предел текучести (смещение 0,2%):** > 895 МПа (130 фунтов на квадратный дюйм) * ** Удлинение:** > 12% *** Сокращение площади:** > 15% ** При повышенной температуре (например, 815 °C / 1500 °F):** * **Прочность на разрыв: ** ~690 МПа (100 фунтов на квадратный дюйм) * **0,2% Предел текучести:** ~620 МПа (90 фунтов на квадратный дюйм) * ** Прочность на разрыв при ползучести: ** Превосходный, способен выдерживать высокие нагрузки в течение длительного времени при температурах до 980 ° C (1800 ° F). #### **5. Термообработки** UDIMET R-41 требует специальной многоступенчатой термической обработки для достижения его оптимальных свойств: 1. **Обработка раствором:** Нагревается примерно до 1180°C (2150°F), выдерживается, а затем быстро охлаждается (закаляется). При этом осадки растворяются в матрице. 2. **Лечение старения: ** Используется двухступенчатый процесс старения (например, 1080°C / 1975°F в течение 4 часов, воздушное охлаждение, затем 760°C / 1400°F в течение 16 часов, воздушное охлаждение) для осаждения мелкого, равномерного распределения γ-фазы. #### **6. Применение продукта** UDIMET R-41 используется в критически важных высокотемпературных компонентах в аэрокосмической и энергетической промышленности, в том числе: * **Лопатки и лопатки турбин** (как стационарные, так и вращающиеся) * **Компоненты форсажа** * **Турбинные диски** * **Детали сгорания из листового металла** * **Высокотемпературные крепежные элементы и болты** #### **7. Международные и отраслевые стандарты** UDIMET R-41 подпадает под действие нескольких ключевых спецификаций на аэрокосмические материалы (AMS), которые определяют его требования к различным формам продукции. * **UNS:** **N07041** * **AMS:** * **AMS 5545:** Лист, полоса и пластина (термически обработанные на твердом растворе) * **AMS 5712:** Прутки, поковки и кольца (термически обработанные раствором и осаждением) * **AMS 5713:** Прутки, поковки и кольца (термически обработанные раствором для ковки или повторной термической обработки) *Прочее:** Он также подпадает под действие различных проприетарных спецификаций OEM от таких производителей, как GE Aviation и Pratt & Whitney. --- **Отказ:** Предоставленная информация предназначена для технического ознакомления и сравнения. Свойства типичны и могут варьироваться в зависимости от формы продукта, термической обработки и производственного процесса. При проектировании и закупке необходимо ознакомиться с официальным, последним выпуском соответствующей спецификации материала (например, AMS 5545, 5712, 5713). UDIMET является зарегистрированным товарным знаком Special Metals Corporation (компания PCC).

Упаковка Стандартная упаковка: Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 3365 галлонов для жидкости на поддонах Специальная упаковка доступна по запросу.