Сплав R41, сплав Udimet R41, UNS N07041, E FORU

### **Сплав R-41 / Udimet® Alloy R-41 / UNS N07041** **Высокопроизводительный никелевый суперсплав для экстремальных температур** --- #### **1. Обзор** **Udimet Alloy R-41** — это высокопрочный, устойчивый к осадкам никель-хромовый суперсплав, предназначенный для эксплуатации в экстремальных температурах до 980°C (1800°F). Этот современный суперсплав обладает исключительными механическими свойствами благодаря высокой доле гамма-простых (γ') осадков в сочетании с усилением твёрдым раствором. Udimet R-41 обеспечивает выдающийся баланс прочности на высокие температуры, отличную устойчивость к ползучести и хорошую устойчивость к окислению, что делает его особенно подходящим для критически важных компонентов аэрокосмических двигательных систем и турбин для генерации электроэнергии. --- #### **2. Химический состав (% веса)** Типичный химический состав Udimet R-41 описан ниже. Остаток — никель (Ni). | Элемент | Содержание (%) | Ключевая функция | | :--- | :--- | :--- | | **Никель (Ni)** | Баланс | Образует аустенитовую матрицу и обеспечивает фундаментальную устойчивость к высоким температурам и коррозионную устойчивость. | | **Хром (Cr)** | 18.0 - 20.0 | Обеспечивает отличную устойчивость к окислению и горячей коррозии благодаря защитному образованию масштаба Cr₂O₃. | | **Кобальт (Ко)** | 10.0 - 12.0 | Усиливает укрепление твердого раствора и повышает температуру раствора γ'. | | **Молибден (Мо)** | 9.0 - 10.5 | Обеспечивает значительное усиление твердым раствором и повышает устойчивость к ползучести при повышенных температурах. | | **Алюминий (Al)** | 1.4 - 1.8 | Первичный элемент осадкового упрочнения, формирующий фазу γ' (Ni₃Al). | | **Титан (Ti)** | 3.0 - 3.3 | Совместно осаждается с алюминием, образуя фазу γ' (Ni₃(Al,Ti)), значительно увеличивая прочность. | | **Железо (Fe)** | 2.0 max | Контролируемые примеси; Держать низко для поддержания оптимальных высокотемпературных свойств. | | **Борон (B)** | 0,003 - 0,008 | Усиливает прочность ползучести и улучшает сцепление границ зерна. | | **Углерод (C)** | 0.06 - 0.12 | Образует карбиды для укрепления границ зерна и улучшения термической устойчивости. | | **Кремний (Si)** | Максимум 0,50 | Контролируемая примеса. | | **Марганец (Миннесота)** | Максимум 0,50 | Контролируемая примеса. | | **Медь (Cu)** | Максимум 0.20 | Контролируемая примеса. | | **Сера (S)** | Максимум 0,015 | Примеси держали очень низко, чтобы избежать горячей короткости и хрупкости. | --- #### **3. Физические свойства** | Свойство | Значение / Условие | | :--- | :--- | | **Плотность** | 8,27 г/см³ (0,299 фунт/дюйм³) | | **Диапазон плавления** | ~ 1316 - 1366 °C (2400 - 2490 °F) | | **Коэффициент теплового расширения** | 20 - 540°C (68 - 1000°F): **13,9 x 10⁻⁶/°C** (7,7 x 10⁻⁶/°F)
20 - 870°C (68 - 1600°F): **15,2 x 10⁻⁶/°C** (8,4 x 10⁻⁶/°F) | | **Теплопроводность** | 11,5 Вт/м·К (80 Бту·ин/ч·фут··°F) при 21°C (70°F)
19,8 Вт/м·К (137 Бту·ин/ч·фут··°F) при 540°C (1000°F) | | **Удельная теплота** | 455 Дж/кг· K (0,109 Btu/lb·°F) при 21°C (70°F) | | **Электрическое сопротивление** | 1,30 мкОм·м при 21°C (70°F) | | **Модуль упругости (модуль Юнга)** | 221 GPa (32,1 x 10⁶ psi) при 21°C (70°F)
172 GPa (25,0 x 10⁶ psi) при 760°C (1400°F) | | **Магнитная проницаемость** | По сути, немагнитный во всех условиях. | --- #### **4. Механические свойства (типичные для стареющих условий)** | Свойство | При комнатной температуре | При 760°C (1400°F) | При 870°C (1600°F) | | :--- | :--- | :--- | :--- | | **Прочность на растяжение** | 1450 МПа (210 кси) | 760 МПа (110 кси) | 480 МПа (70 кси) | | **Предел текучести (смещение 0,2%)** | 1240 МПа (180 кси) | 690 МПа (100 кси) | 415 МПа (60 кси) | | **Удлинение (в 50 мм / 2 дюймах)** | 8% | 10% | 12% | | **Уменьшение площади** | 12% | 15% | 18% | | **Твёрдость (Роквелл C)** | 38 - 42 HRC | - | - | --- #### **5. Международные стандарты** Udimet R-41 соответствует следующим международным спецификациям: * **ASTM:** * **B637:** Стандартная спецификация для никелевых сплавов, ковок и ковочных материалов для эксплуатации при высоких температурах * **AMS:** * **AMS 5545:** Лист, зачистка и пластина * **AMS 5712:** Стержня и ковка * **AMS 5832:** Сварочная проволока * **UNS:** N07041 * **Аэрокосмические стандарты:** * **NAS:** Национальные аэрокосмические стандарты * **MS:** Военные стандарты для высокотемпературных компонентов --- #### **6. Применение продуктов** Udimet R-41 выполняет критически важные функции в самых сложных высокотемпературных приложениях: * **Аэрокосмические газотурбины:** * Лопатки и лопатки турбины * Компоненты форсажа и камеры сгорания * Турбинные диски, валы и проставки * Компоненты компрессора на высокотемпературных этапах * **Ракетные и ракетные системы:** * Корпуса ракетных двигателей и компоненты сопел * Тяговые камеры и инжекторные пластины * Опоры конструкций при высоких температурах * **Генерация энергии:** * Компоненты газотурбин для электростанций * Крепеж и фурнитура для высокотемпературных крепеж * Турбинные колёса и диски в промышленных турбинах * **Ядерные приложения:** * Компоненты ядра реактора * Высокотемпературное оборудование и опоры --- #### **7. Ключевые характеристики и преимущества** * **Исключительная прочность на высокие температуры:** Сохраняет выдающиеся механические свойства до 980°C (1800°F) * **Доля объёма высокой γ':** Оптимизированное содержание алюминия и титана обеспечивает сильное осадковое затвердевание до примерно 40% доли объёма * **Отличное сопротивление ползучести:** Превосходная производительность при длительной нагрузке при высоких температурах с минимальной деформацией * **Хорошая устойчивость к окислению:** Подходит для длительной эксплуатации в условиях окисления с высокими температурами до 980°C (1800°F) * **Превосходная прочность на разрыв: ** Отличные свойства при разрыве напряжений для критически важных применений с высокими нагрузками * **Хорошая термическая устойчивость:** Сохраняет микроструктурную целостность при длительном воздействии высоких температур * **Доказанная надёжность:** Обширная история эксплуатации в передовых аэрокосмических, ракетных и энергетических областях --- **Отказ от ответственности:** *Udimet® является зарегистрированным товарным знаком компании Special Metals Corporation. Предоставленные значения являются типичными и носят только информационные цели. Для критически важных применений всегда обращайтесь к официальным техническим характеристикам поставщика и соответствующим проектным нормам. Udimet R-41 требует специализированных процедур термической обработки и тщательного контроля параметров сварки для достижения оптимальных свойств и предотвращения трещин, вызванных деформацией, во время изготовления.*

Упаковка Стандартная упаковка: Типичная упаковка оптом включает паллетированный пластик объемом 5 галлонов/25 кг. ведра, волокнистые и стальные бочки до супермешков по 1 тонне в полном контейнере (FCL) или грузовиках (T/L). Исследовательские и пробные количества, а также гигроскопические, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут упаковываться под аргон или вакуум. Растворы упаковываются в полипропиленовых, пластиковых или стеклянных банках до паллетированных 1676-галлонных жидких контейнеров. Специальный пакет доступен по запросу.