Ni-SA U700 Никелевый суперсплав, Ni-SA (Никелевые суперсплавы),1

### **Технические данные: Ni-SA U700 (сплав INCONEL® 700 / аналог Waspaloy)** ** Классификация:** Упрочненный суперсплав на основе никеля, Gamma-Prime (γ') **Общие названия:** Ni-SA U700, сплав U700 **Аналогичные сплавы:** INCONEL® Alloy 700, Waspaloy (аналогичный класс производительности) --- #### **1.0 Введение** **Ni-SA U700** — это высокопрочный, отверждаемый осадками жаропрочный сплав на основе никеля, предназначенный для исключительных эксплуатационных характеристик при повышенных температурах. Являясь частью семейства Ni-SA (Nickel Super Alloys), он упрочняется за счет осаждения когерентной гамма-простой (γ') фазы [Ni₃(Al, Ti)] в своей аустенитной матрице. Этот сплав разработан для обеспечения превосходного баланса **высокой прочности на разрыв и ползучести, отличной стойкости к окислению и хорошей структурной стабильности** при температурах до 1800 ° F (980 ° C). Это критически важный материал для самых требовательных вращающихся компонентов в аэрокосмических и промышленных газовых турбинах. --- #### **2.0 Химический состав (% по весу)** Состав сбалансирован таким образом, чтобы образовать стабильную объемную долю упрочняющей фазы γ, обеспечивая при этом устойчивость к воздействию окружающей среды. | Элемент | Минимум | Максимум | Ключевая функция | | :--- | :--- | :--- | :--- | | **Никель (Ni)** | **Баланс** | | Образует аустенитную (гамма) матрицу. | | **Хром (Cr)** | 14,0 | 17,0 | Обеспечивает устойчивость к окислению и сульфидированию. | | **Кобальт (Co)** | 14,0 | 20,0 | Твердорастворный упрочнитель; Повышает термостойкость. | | **Молибден (Mo)** | 3.5 | 5.0 | Мощный твердорастворный упрочнитель в гамма-матрице. | | **Алюминий (Al)** | 2.5 | 4.0 | **Первичный гамма-образник:** Образует фазу упрочнения Ni₃Al. | | **Титан (Ti)** | 2.5 | 3.5 | **Гамма-преобразователь:** Образует фазу Ni₃Ti, совместно осаждая Ni₃Al. | | **Железо (Fe)** | - | 2.0 | Держится на низком уровне для обеспечения микроструктурной стабильности. | | **Углерод (C)** | 0.05 | 0.15 | Образует первичные карбиды для упрочнения границ зерен. | | **Бор (Б)** | 0,005 | 0.015 | Укрепляет границы зерен и улучшает пластичность ползучести. | | **Цирконий (Zr)** | 0.02 | 0.08 | Еще больше повышает прочность и стабильность границ зерна. | | **Марганец (Mn)** | - | 0.50 | - | | **Кремний (Si)** | - | 0.50 | - | | **Сера (S)** | - | 0.015 | - | --- #### **3.0 Физические свойства** | Собственность | Стоимость | Состояние | | :--- | :--- | :--- | | **Плотность** | 7,92 г/см³ (0,286 фунта/дюйм³) | При комнатной температуре | | **Диапазон плавления** | ~1335 - 1360 °C (~2435 - 2480 °F) | - | | **Коэффициент теплового расширения** | 12,8 мкм/м·°C | 20 - 100°C | | **Теплопроводность** | 18,7 Вт/м·К | При 100°C | | **Модуль упругости** | 214 ГПа (31,0 x 10⁶ фунтов/кв. дюйм) | При комнатной температуре | --- #### **4.0 Механические свойства (типично для полностью термически обработанных условий)** | Собственность | Значение при комнатной температуре | Значение при 1200 °F (650 °C) | | :--- | :--- | :--- | | **Прочность на разрыв** | 1310 МПа (190 ksi) | 1035 МПа (150 ksi) | | **Предел текучести (смещение 0,2%)** | 1035 МПа (150 ksi) | 895 МПа (130 ksi) | | **Удлинение** | 15% | 12% | Прочность на разрыв при ползучести:*** Отличная; например, он демонстрирует 1000-часовое напряжение разрыва примерно **240 МПа (35 фунтов на квадратный дюйм) при 870°C (1600°F)**. --- #### **5.0 Ключевые характеристики и применение** **5.1 Основные характеристики:** ** Исключительная прочность при высоких температурах: ** Поддерживает высокую прочность на разрыв, ползучесть и разрыв до 980 °C (1800 °F) благодаря стабильной объемной доле γ' осадков. * ** Отличная стойкость к окислению: ** Содержание хрома обеспечивает хорошую стойкость к образованию накипи и окислению на воздухе при высоких температурах. * ** Упрочняемый осаждением: ** Требует специальной многоступенчатой термической обработки (обработка раствором + старение) для достижения оптимальных механических свойств. * ** Хорошая микроструктурная стабильность: ** Устойчив к чрезмерному старению и слиянию γ' фазы для увеличения срока службы. **5.2 Основные области применения:** Ni-SA U700 преимущественно используется в наиболее ответственных высоконагруженных и высокотемпературных вращающихся компонентах. * ** Аэрокосмические и реактивные двигатели:** * **Лопатки и лопатки турбин** * **Диски турбин (роторы) и валы** * **Диски и валы компрессора** * **Распорки и уплотнители** * **Промышленные газовые турбины (IGT):** * **Ковши (лопасти), колеса и диски** * **Ракетные двигатели:** * Компоненты турбонасоса. --- #### **6.0 Международные стандарты** Несмотря на то, что «U700» является распространенным отраслевым обозначением, он часто поставляется в соответствии со спецификациями его прямых аналогов или в соответствии с проприетарными стандартами. | Форма продукта | Стандартный номер | Руководящий совет | Примечания | | :--- | :--- | :--- | :--- | | **Прутки, поковки, кольца** | **АМС 5705** | Международная САЕ | Для INCONEL Alloy 700 прямой аналог. | | **Прутки, поковки, кольца** | **АМС 5704** | Международная САЕ | Для Waspaloy аналогичные характеристики сплава. | | **Бар и заготовка** | ASTM B637 (Марка UNS N07001) | ASTM Интернэшнл | Стандарт для прутков из жаропрочных сплавов на основе никеля. | | **Аэрокосмические материалы** | **Пратт и Уитни PWA 1108** | Проприетарный | Спецификация производителя двигателя. | | **Общий материал** | **UNS N07001** | - | Единая система нумерации для сплава У700. | ** "INCONEL" является зарегистрированным товарным знаком Special Metals Corporation. Термин «Ni-SA U700» используется здесь в качестве общего технического обозначения для данного семейства сплавов. Конкретное условие термообработки имеет решающее значение и должно быть указано при закупке. Процессы ковки и термообработки строго контролируются для достижения требуемых микроструктурных свойств.

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 3272 галлонов на поддонах для жидкости Специальная упаковка доступна по запросу.