Сплав Haynes R-41, UNS N07041, AMS 5545, AMS 5712,1

### Технические данные: Сплав Haynes® R-41® (UNS N07041) ** Классификация:** Упрочненный суперсплав на основе никеля, Gamma-Prime (γ') ** Общие названия:** R-41, Alloy R-41, Haynes R-41 **Технические характеристики:** UNS N07041, AMS 5545, AMS 5712 --- #### 1.0 Введение **Haynes® R-41®** — это высокопрочный, упрочняемый дисперсионно-прочный никель-хром-кобальтовый суперсплав, известный своими исключительными высокотемпературными свойствами. Разработанный в первую очередь для аэрокосмической промышленности, этот сплав достигает своих выдающихся свойств за счет высокой объемной доли гамма-простых (γ') осадков в аустенитной матрице. R-41 демонстрирует **превосходную прочность на разрыв при ползучести, превосходную стойкость к окислению и замечательную термическую стабильность** при температурах до 1800°F (980°C), что делает его особенно подходящим для самых требовательных компонентов газотурбинных двигателей. --- #### 2.0 Химический состав (% по массе) | Элемент | Минимум | Максимум | Типичное значение | Ключевая функция | |---------|---------|---------|---------------|--------------| | **Никель (Ni)** | Баланс | Баланс | ~55% | Формирование аустенитной матрицы | | **Хром (Cr)** | 18,0 | 20,0 | 19.0 | Стойкость к окислению и горячей коррозии | | **Кобальт (Co)** | 10.0 | 12.0 | 11.0 | Упрочнение твердым раствором | | **Молибден (Mo)** | 9,0 | 10,5 | 9,8 | Упрочнение твердым раствором | | **Титан (Ti)** | 3.0 | 3.5 | 3.1 | Первичный гамма-образователь (Ni₃Ti) | | **Алюминий (Al)** | 1.4 | 1.7 | 1.5 | Гамма-преобразователь (Ni₃Al) | | **Железо (Fe)** | - | 1.0 | 0,5 | - | | **Углерод (C)** | 0.05 | 0.10 | 0.07 | Формование карбида для обеспечения граничной прочности зерна | | **Бор (Б)** | 0,003 | 0.010 | 0,006 | Укрепление границ зерна | | **Цирконий (Zr)** | - | 0.07 | 0.03 | Стабилизация границ зерна | --- #### 3.0 Физические свойства | Собственность | Стоимость | Состояние/Примечания | |----------|-------|-----------------| | **Плотность** | 8,27 г/см³ (0,299 фунта/дюйм³) | При комнатной температуре | | **Диапазон плавления** | 1305-1365°C (2380-2490°F) | - | | **Коэффициент теплового расширения** | 12,6 мкм/м·°C | 20-100°C | | **Теплопроводность** | 11,2 Вт/м·К | При 100°C | | **Удельное электрическое сопротивление** | 132 μОм·см | При комнатной температуре | | **Модуль упругости** | 214 ГПа (31,0×10⁶ фунтов/кв. дюйм) | При комнатной температуре | | **Удельная теплоемкость** | 440 Дж/кг· К | При 20°C | --- #### 4.0 Механические свойства **4.1 Свойства при комнатной температуре (термически обработанные):** - **Прочность на разрыв**: 1310-1520 МПа (190-220 ksi) - **Предел текучести (смещение 0,2%)**: 1030-1240 МПа (150-180 фунтов на квадратный дюйм) - **Удлинение**: 10-20% - **Уменьшение площади**: 12-25% **4.2 Свойства при повышенных температурах:** | Температура | Прочность на разрыв | Предел текучести (смещение 0,2%) | Прочность на разрыв при ползучести (1000 ч) | |-------------|------------------|-----------------------------|-------------------------------| | 1200°F (650°C) | 1035 МПа (150 ksi) | 895 МПа (130 ksi) | 310 МПа (45 ksi) | | 1400°F (760°C) | 895 МПа (130 ksi) | 760 МПа (110 ksi) | 170 МПа (25 ksi) | | 1600 °F (870 °C) | 620 МПа (90 ksi) | 550 МПа (80 ksi) | 70 МПа (10 ksi) | --- #### Термическая обработка 5.0 **Стандартный цикл термообработки:** 1. **Обработка раствором**: 2100-2150°F (1150-1180°C) в течение 2 часов, охлаждение на воздухе 2. **Первичное старение**: 1550 ° F (845 ° C) в течение 4-8 часов, воздушное охлаждение 3. **Вторичное старение**: 1400 ° F (760 ° C) в течение 16 часов, воздушное охлаждение *Примечание: Конкретные параметры термообработки могут варьироваться в зависимости от формы продукта и требований к применению.* --- #### 6.0 Ключевые характеристики и применение **6.1 Ключевые характеристики:** - **Исключительная прочность при высоких температурах**: Превосходная прочность на разрыв при ползучести до 980 °C (1800 °F) - **Отличная стойкость к окислению**: Хорошая стойкость к образованию накипи и окислению на воздухе - **Термическая стабильность**: Сохраняет микроструктурную стабильность при длительном воздействии - **Хорошая усталостная прочность**: подходит для циклических нагрузок - **Умеренная свариваемость**: Может быть сварен с использованием подходящих присадочных металлов с надлежащими мерами предосторожности **6.2 Основные области применения:** - **Компоненты газовых турбин для аэрокосмической промышленности**: - Лопатки и лопатки турбин - Камеры сгорания и компоненты дожигателя - Диски и валы турбин - **Промышленные газовые турбины**: - Ковши (лопасти) и форсунки - Неподвижные компоненты горячей секции - **Компоненты ракетного двигателя**: - Секции сопел и камеры упора --- #### 7.0 Производство и переработка **7.1 Производственные процессы:** - Горячая обработка: ковка, прокатка и экструзия при 1800-2150 ° F (980-1180 ° C) - Холодная обработка: ограничена благодаря высокой прочности - Механическая обработка: Требуется жесткое оборудование и принудительные подачи - Сварка: дуговая сварка вольфрамовым электродом в газовой среде (GTAW) с присадочным металлом R-41 **7.2 Соображения по обработке:** - Подвержен растрескиванию под воздействием деформации во время сварки и термической обработки - Требует контролируемой скорости охлаждения после обработки раствором - Чувствителен к надрезам и концентрациям напряжений - Обычно требуется термообработка после сварки --- #### 8.0 Международные стандарты и спецификации **Основные характеристики:** | Стандартная организация | Стандартный номер | Описание | |----------------------|-----------------|-------------| | **Спецификация материалов для аэрокосмической промышленности** | АМС 5545 | Листы, полосы и плиты | | **Спецификация материалов для аэрокосмической промышленности** | АМС 5712 | Прутки, поковки и кольца | | **Единая система нумерации** | UNS N07041 | Обозначение материала | | **ASTM International** | ASTM B637 | Прутки и заготовки на основе жаропрочных сплавов на основе никеля | **Дополнительные международные стандарты:** - **Европейский**: DIN 2.4950 (сплавы аналогичного состава) - **Спецификации производителя аэрокосмической отрасли**: Различные спецификации производителя двигателей --- #### 9.0 Контроль качества и тестирование **Стандартные требования к тестированию:** - Проверка химических анализов - Испытание механических свойств при комнатной и повышенной температурах - Микроструктурное исследование - Неразрушающий контроль (ультразвуковой, капиллярный) - Испытания на ползучесть и разрыв под напряжением для критически важных областей применения --- Хейнс® и R-41® являются зарегистрированными товарными знаками Haynes International, Inc. Этот сплав представляет собой высококачественное решение для высокотемпературных материалов для критически важных аэрокосмических применений, где требуются максимальные температурные характеристики и прочность. Из-за сложных требований к составу и обработке настоятельно рекомендуется проконсультироваться с производителем и провести тщательное тестирование в реальных условиях эксплуатации для всех критически важных областей применения. Эксплуатационные характеристики сплава делают его особенно ценным в современных газотурбинных двигателях, где рабочие температуры продолжают увеличиваться для повышения эффективности.

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 3283 галлонов для жидкости на поддонах Специальная упаковка доступна по запросу.