Сплав R41, фитинги из сплава Udimet R41, UNS N07041

Сплав R41, сплав Udimet R41 Wire, UNS N07041

Сплав R41 (проволока Udimet Alloy R41, UNS N07041) — введение с описанием состава, свойств, применения и форм продукции

Сплав R41, коммерчески известный как Udimet Alloy R41 и обозначенный UNS N07041, представляет собой никель-основной суперсплав, известный исключительной прочностью к высоким температурам, устойчивостью к окислению и устойчивостью к ползучести. Этот сплав специально разработан для надежной работы в экстремальных тепловых условиях, что делает его критически важным материалом в аэрокосмической, энергетической и промышленной сферах, где компоненты подвергаются воздействию повышенных температур и суровых условий. Он доступен в широком спектре форм для удовлетворения различных промышленных потребностей, включая пруток (круглый прут, плоский), ленточные, проволочные, стержни, трубы, трубы, фольгу, пластины, листы, полосу и ковочный материал. Проволока из сплава Udimet R41, в частности, ценится за свои единообразные механические свойства, устойчивость при высоких температурах и точность, что делает её идеальной для сварки, термических покрытий и сложных компонентов в газотурбинных и ракетных двигателях. Ниже приведён подробный обзор его химического состава, ключевых свойств, практических применений и доступных форм продукта.

Химический состав

Точно сбалансированный химический состав сплава R41 (Udimet Alloy R41, UNS N07041) является основой его исключительной производительности при высоких температурах и коррозионной устойчивости. Типичное

Композиция (по весу) выглядит следующим образом:

Никель (Ni): 44-47% (первичный элемент, формирующий матрицу сплава и обеспечивающий устойчивость при высоких температурах)

Хром (Cr): 18-20% (повышает устойчивость к окислению и коррозии, образуя защитный оксидный слой при повышенных температурах)

Кобальт (Co): 17-19% (улучшает прочность на высокие температуры и устойчивость к ползучести)

Молибден (Mo): 3,0-4,0% (укрепляет матрицу сплава и повышает устойчивость к ползучести)

Вольфрам (W): 3,0-4,0% (способствует высокой температурной прочности за счёт укрепления твёрдым раствором)

Алюминий (Al): 1,4–1,8% (образует интерметаллические осадки, такие как гамма-прайм (γ'), до 强化高温强度)

Титан (Ti): 3,0-3,5% (работает с алюминием для образования гамма-праймовых осадков, что дополнительно повышает прочность)

Углерод (C): 0,06-0,12% (образует карбиды с хромом, вольфрамом и молибденом, улучшая прочность границы зерна)

Железо (Fe): ≤ 2,0% (минимизировано для поддержания высокотемпературных свойств)

Бор (B): 0,003-0,010% (способствует укреплению границ зерна, снижает разрыв ползучести)

Цирконий (Zr): 0,05-0,15% (улучшает пластичность и устойчивость ползучести за счёт стабилизации границ зерен)

Кремний (Si): ≤ 0,5% (способствует окислению при производстве)

Марганец (Миннесота): ≤ 0,5% (улучшает горячую обработку)

Этот тщательно продуманный состав с сочетанием никеля, хрома, кобальта и огнеупорных металлов обеспечивает фирменную для сплава прочность на высокие температуры, устойчивость к окислению и устойчивость к ползучести — ключ к его эффективности в экстремальных тепловых условиях.

Ключевые свойства

Сплав R41 (проволока Udimet Alloy R41, UNS N07041) и его различные формы обладают исключительными свойствами, которые делают их незаменимыми в высокотемпературных приложениях:

Механические свойства (состояние отжига в растворе и старение):

Прочность на растяжение: 1200-1400 МПа (174 000-203 000 psi) при комнатной температуре

Предел текучести (смещение 0,2%): 850–1000 МПа (123 000–145 000 psi) при комнатной температуре

Удлинение (в 50 мм): 15-20% (хорошая пластичность для формования и изготовления)

Уменьшение площади: 20-30% (отличная прочность, способствующая сложному формированию)

Твёрдость: 35-40 HRC (твёрдость Роквелла, отражающая высокую прочность)

Свойства при высоких температурах:

Непрерывная рабочая температура: до 1095°C (2000°F) (сохраняет прочность и устойчивость к окислению)

Сопротивление ползучести: Отличная устойчивость к деформации ползучести при температурах до 980°C (1800°F), с прочностью на разрыв ползучести за 1000 часов ~200 МПа (29 000 psi) при 870°C (1600°F)

Устойчивость к окислению: превосходная устойчивость к окислению и накиселию при температурах до 1150°C (2100°F) благодаря плотному слою оксида хрома

Термическая усталость: Выдерживает многократные термические циклы без трещин, что критически важно для компонентов газовых турбин и ракетных двигателей

Устойчивость к коррозии:

Общая коррозия: отличная устойчивость к атмосферной коррозии, высокотемпературным газам и продуктам сгорания

Окисление и сульфидирование: противодействует окислению в воздухе и сульфидиации в средах, содержащих серу, до высоких температур

Химическая устойчивость: Выдерживает воздействие топлива, смазочных материалов и промышленных химикатов, что делает его подходящим для суровых промышленных условий

Физические свойства:

Плотность: 8,3-8,5 г/см³ (0,299-0,307 фунта/дюйм³)

Теплопроводность: 11-13 Вт/(м·К) при 20°C (68°F); увеличивается до 25-28 Вт/(м·К) при 1000°C (1832°F)

Коэффициент теплового расширения: 12-14 мкм/(м·К) (20-1000°C)

Модуль упругости: 210-220 ГПа (30 500–31 900 кси) при комнатной температуре; снижается до ~160 GPa (23 200 кси) при 1000°C

Температура плавления: 1320-1370°C (2408-2500°F)

Формы произведений

Сплав R41 (Udimet Alloy R41, UNS N07041) выпускается в различных вариантах для специализированных высокотемпературных применений:

Бар: Доступен в виде круглой (диаметры от 10 мм до 200 мм) и плоской (толщина от 5 мм до 100 мм, ширина от 20 мм до 500 мм), идеально подходит для обработки компонентов турбины, стержней клапанов и крепеж для высокотемпературных крепежей.

Лента: тонкие плоские полосы (толщина 0,1–1 мм, ширина от 5 мм до 100 мм), используемые в термонапылительных покрытиях, электрических нагревательных элементах и уплотнениях при высоких температурах.

Проволока: Проволока из сплава Udimet R41 (диаметры 0,5–6 мм) широко используется для сварки (TIG, MIG) и термического распыления, а также для изготовления прецизионных пружин и термопарных оболочек в условиях высоких температур.

Стержни: Цельные цилиндрические стержни диаметром от 3 мм до 50 мм, используемые для газовой дуговой сварки (GTAW) и газовой дуговой сварки (GMAW) высокотемпературных компонентов.

Труба и труба: Полые формы (внешний диаметр 6–100 мм, толщина стенки от 1 мм до 10 мм) для обращения с жидкостями при высоких температурах, например, в системах охлаждения ракетных двигателей и промышленных печах.

Фольга: Ультратонкие листы (толщина 0,02–0,1 мм), используемые в прокладках высокотемпературных прокладок, тепловых экранах и тонких покрытиях для термического управления.

Пластины и листы: плоские формы (толщина пластины 3–50 мм; лист: 0,3–3 мм) для изготовления лопастей турбины, гильзаторов сгорания и термостойких конструктивных компонентов.

Лента: Узкие, плоские полосы (толщина 0,1–2 мм, ширина 3–50 мм) для точных компонентов, таких как уплотнения турбины, электрические контакты и ребра теплообменника.

Ковочный приклад: заготовки и слитки для горячей ковки в сложные формы, такие как газотурбинные диски, сопла ракетных двигателей и корпуса клапанов высокого давления.

Применение

Исключительная высокотемпературная прочность, устойчивость к окислению и ползучесть сплава R41 (проволока Udimet Alloy R41, UNS N07041) по различным формам делают его критически важным материалом в отраслях, требующих надёжной работы при экстремальных тепловых условиях:

Аэрокосмическая и авиационная отрасль:

Газотурбинные двигатели: лопатки, лопатки и диски турбин (из пластин, штанги и ковочного материала) для реактивных двигателей, выдерживающих высокие температуры и центробежные силы.

Ракетные двигательные установки: камеры сгорания, горловинки сопел и топливные линии (от труб, ковка и листа), устойчивые к экстремальному нагреву от сгорания ракетного топлива.

Аэрокосмические крепежи: высокотемпературные болты, гайки и шпильки (от стержня и провода), крепящие компоненты реактивных двигателей и космических аппаратов.

Энергия и производство электроэнергии:

Газовые турбины: компоненты горячего сечения (из пластин, прутка и ковочного материала) для промышленных газовых турбин, выдерживающих высокие температуры и циклическую нагрузку.

Ядерная энергетика: теплообменные трубки и конструктивные компоненты (из труб и пластин), устойчивые к излучению и высокотемпературным охлаждающим жидкостям.

Установки по переработке отходов в энергию: Лайнеры для сгорания и компоненты для восстановления тепла (из листов и плит) выдерживают коррозийные и высокотемпературные дымовые газы.

Промышленность и производство:

Высокотемпературные печи: нагревательные элементы, вкладыши печей и термопарные оболочки (из проволоки, трубки и фольги), работающие в воздухе или инертных атмосферах.

Химическая переработка: компоненты реактора, опорные сетки катализаторов и теплообменники (от пластин, трубки и прутка) выдерживают агрессивные химикаты при повышенных температурах.

Металлургическая обработка: валки, крепления и оснастки (от стержня и плиты) для горячей формовки металлов и термической обработки.

Оборона и военное дело:

Ракетные системы: компоненты силовой установки, части системы наведения и теплозащитные щиты (от ковочного приклада, трубы и листа), выдерживают экстремальные тепловые и механические нагрузки.

Системы оружия: Вкладыши ствола и ударники (от планки и ковочного приклада), устойчивые к высоким температурам и износу при многократном выстреле.

Специализированные приложения по форме:

Проволока: Сварка наполнительного металла для соединения высокотемпературных компонентов, тепловых распыляющих покрытий и термопарных проводов.

Планка/пластина: турбинные диски, лопасти и конструктивные элементы в газотурбинах и ракетных двигателях.

Трубка/труба: Высокотемпературный транспорт жидкостей в аэрокосмических и промышленных системах, таких как линии охлаждающей жидкости и топливные форсунки.

Лента/Лента: уплотнения, прокладки и нагревательные элементы в высокотемпературных машинах и печах.

В итоге, сплав R41 (проволока Udimet Alloy R41, UNS N07041) — доступный в вариантах от стержня и проволоки до пластин и ковки — обеспечивает исключительную прочность на высокие температуры, устойчивость к окислению и устойчивость к ползучести. Её разнообразные формы продукции позволяют разрабатывать индивидуальные решения в аэрокосмическом, энергетическом, промышленном и оборонном секторах, что делает его критически важным материалом в приложениях, требующих надёжной работы при экстремальных тепловых условиях.

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 поддонов по 1380 галлонов. Специальный пакет доступен по запросу.