Rene Supersolvus Rene 95 Суперсплав на основе никеля,E FORU

### **Supersolvus René 95 Суперсплав на основе никеля** #### **Обзор** **Supersolvus René 95** — это специальный вариант термомеханической обработки классического высокопрочного суперсплава на основе никеля на основе порошковой металлургии (P/M). В то время как стандартный René 95 используется в условиях **"Subsolvus"** (или "непосредственно состаренный") с мелкозернистой структурой, термическая обработка **Supersolvus** создает более крупную микроструктуру, оптимизированную для превосходного сопротивления ползучести** и **устойчивости к повреждениям** на верхнем пределе температурных возможностей сплава. Этот способ обработки включает в себя термическую обработку твердого материала раствором при температуре **выше гамма-прайма (γ') сольвуса**, полностью растворяя первичные осадки γ. При контролируемом охлаждении равномерное распределение мелких вторичных осадков γ' образуется в крупнозернистой, часто зубчатой структуре зерна. Этот компромисс приносит в жертву небольшую предельную прочность на разрыв ради значительно улучшенной долгосрочной производительности при нагрузках при высоких температурах (~650-750°C / 1200-1380°F). --- #### **Химический состав (% по массе - типичный)** Химический состав остается идентичным обычному René 95; Разница полностью заключается в обработке и термической обработке. | Элемент | Содержание (%) | | :--- | :--- | | **Никель (Ni)** | **Баланс** | | **Кобальт (Co)** | **8,0** | | **Хром (Cr)** | **14,0** | | **Молибден (Mo)** | **3,5** | | **Вольфрам (Вт)** | **3,5** | | **Алюминий (Al)** | **3,5** | | **Ниобий (Nb)** | **3,5** | | **Титан (Ti)** | **2,5** | | **Углерод (C)** | **0,05 - 0,15** | | **Бор (Б)** | **0.01** | | **Цирконий (Zr)** | **0.05** | * **Алюминий, ниобий, титан:** Образуют высокообъемную долю упрочняющей **гамма-прайм (γ')** фазы. Термообработка supersolvus контролирует растворение и обратное осаждение этих элементов. * **Кобальт: ** Повышает температуру раствора γ, что позволяет проводить высокотемпературную обработку раствором. * ** Хром: ** Обеспечивает необходимую стойкость к окислению и горячей коррозии. * ** Молибден и вольфрам: ** Обеспечивают твердое упрочнение раствора гамма-матрицы. * ** Углерод, бор, цирконий: ** Ключ к прочности и стабильности границ зерен, что имеет решающее значение в крупнозернистой сверхсольвусной микроструктуре. --- #### **Физические и механические свойства** Приведенные ниже свойства являются репрезентативными для термообработанного состояния Supersolvus и контрастируют с состоянием subsolvus. | Собственность | Значение / Описание (условие Supersolvus) | | :--- | :--- | | **Плотность** | ~8,3 г/см³ | | **Диапазон плавления** | ~1330 - 1360 °C (2425 - 2480 °F) | | **Гамма Прайм (γ') Солвус** | ~1160 °C (2120 °F) | | **Зернистая структура** | ** Грубый, однородный ASTM 5-8.** (Subsolvus намного тоньше, ASTM 10-12). | | **Теплопроводность** | Низкое, похожее на субсольвусное состояние. | | **Средний коэффициент теплового расширения** | ~12,9 мкм/м·°C (20-1000°C) | | **Прочность на разрыв (RT)** | **Высокая,** ~1550 МПа (225 ksi) - *Немного ниже, чем Subsolvus* | | **Предел текучести (смещение 0,2%, RT)** | **Высокая,** ~1250 МПа (180 ksi) - *Немного ниже, чем Subsolvus* | | **Относительное удлинение (RT)** | ~12 - 18% | | **Прочность на разрыв при ползучести** | **Превосходный.** Значительно лучше, чем материал subsolvus при температурах **выше 650°C (1200°F)**, обеспечивая более длительный срок службы под нагрузкой. | | **Сопротивление росту усталостной трещины** | **Улучшено.** Крупнозернистая структура представляет собой более извилистый путь для распространения трещин. | --- #### **Основные характеристики и применение** **Ключевые характеристики:** 1. **Крупнозернистая структура:** Определяющая особенность термообработки сверхсольвусом. Эта структура по своей природе более устойчива к деформации ползучести и росту усталостных трещин. 2. **Повышенное сопротивление ползучести:** Основная причина выбора этого способа обработки. Это позволяет компонентам выдерживать более высокие нагрузки в течение более длительного времени при повышенных температурах. 3. **Улучшенная устойчивость к повреждениям:** Крупные зерна замедляют скорость распространения трещин, что является критически важным свойством для легкости и безопасности диска двигателя. 4. **Компромисс в прочности:** Существует преднамеренный компромисс: небольшое снижение низкотемпературного растяжения и предела текучести по сравнению с мелкозернистым материалом subsolvus принимается для получения превосходных характеристик ползучести при высоких температурах. 5. ** Окно термической обработки раствора: ** Требуется точный контроль во время обработки раствором суперсольвуса для достижения желаемого размера крупных зерен без начального плавления. **Типичные области применения:** Supersolvus René 95 используется для самых требовательных высокотемпературных вращающихся компонентов, где ползучесть и длительный срок службы являются основными факторами конструкции, часто в более горячих секциях турбины. * **Турбинные диски высокого давления (диски/роторы HPT):** Особенно обода и транспортера, которые имеют самые высокие температуры и где ползучесть является доминирующим режимом отказа. ** Турбинные ступицы и катушки: ** Компоненты, требующие баланса прочности и увеличенного срока службы при термическом воздействии. * **Диски компрессора (конечные ступени):** В современных двигателях, где задние ступени компрессора работают при очень высоких температурах. * **Роторы со встроенными лопастями (IBR/Blesc):** Для применений, где превосходная устойчивость к ползучести и росту трещин имеет приоритет над пределом прочности на разрыв. --- #### **Международные стандарты** Как специфическое условие термообработки запатентованного сплава, Supersolvus René 95 регулируется строгими спецификациями производителя двигателя (OEM), которые подробно описывают всю технологическую цепочку. | Стандартный тип | Обозначение | Описание | | :--- | :--- | :--- | | **Спецификация материалов для аэрокосмической промышленности (AMS)** | **АМС 7852** | Этот стандарт охватывает химический состав порошкового прекурсора ("Порошок из суперсплава, никелевая основа, 62Ni - 14Cr - 8Co - 3,5Mo - 3,5Nb - 3,5W - 2,5Ti - 3,5Al, вакуумное распыление"). Он является основой для всех форм René 95. | | **Спецификация материалов для аэрокосмической промышленности (AMS)** | **-** | Конкретные требования к термообработке supersolvus, размер результирующего зерна и механические свойства, как правило, не указаны в общедоступных стандартах AMS, а контролируются собственными спецификациями OEM. | | **Технические характеристики производителя** | **Различные (для OEM)** | Окончательный авторитет. Эти спецификации строго контролируют температуру/время термообработки раствора supersolvus, скорость охлаждения и последующие этапы старения, чтобы обеспечить постоянное достижение требуемой микроструктуры и механических свойств крупного зерна. | --- #### **Резюме** Таким образом, **Supersolvus René 95** представляет собой высокооптимизированный путь обработки эталонного высокопрочного суперсплава. Применяя термообработку раствора выше температуры раствора γ, инженеры адаптируют микроструктуру таким образом, чтобы отдавать приоритет **высокотемпературному сопротивлению ползучести** и **сопротивлению росту усталостных трещин**, а не пределу прочности на растяжение. Это делает его идеальным выбором для критически важных вращающихся компонентов в горячей части газотурбинных двигателей, где долговременная долговечность и стабильность при экстремальных термических и механических нагрузках имеют первостепенное значение. Существование условий Subsolvus и Supersolvus для René 95 является примером передовой микроструктурной инженерии, используемой в современных аэрокосмических материалах для удовлетворения конкретных требований к эксплуатационным характеристикам.

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 3201 галлонов для жидкости на поддонах Специальная упаковка доступна по запросу.