Никелевый сплав Udimet 710, ATG W4,1

### **Технические данные: Udimet® 710 и ATG W4** **Высокоэффективные суперсплавы на основе никеля для применения в лопастях турбин** --- ### **1. Udimet® 710 (UNS N07710)** #### **Обзор** Udimet 710 — это высокопрочный, отверждаемый осаждением жаропрочный сплав на основе никеля, специально разработанный для литья по выплавляемым моделям в самых горячих секциях газотурбинных двигателей. Он характеризуется выдающимся сочетанием **прочности на разрыв при ползучести**, **сопротивления термической усталости** и хорошей **стойкости к окислению** при температурах до 980°C (1800°F). Хотя в первую очередь это литейный сплав, он также доступен в деформируемых формах, таких как пруток и заготовка для ковки. Его сбалансированный состав обеспечивает исключительную долговременную микроструктурную стабильность, что делает его классическим выбором для лопаток турбин первой ступени как в аэрокосмических, так и в промышленных газовых турбинах. #### **Химический состав (типичный вес %)** | Элемент | Содержание (%) | Роль в сплаве | | :--- | :--- | :--- | | **Никель (Ni)** | Баланс | Аустенитная матрица. | | **Хром (Cr)** | ~18.0 | Обеспечивает стойкость к окислению и горячей коррозии. | | **Кобальт (Co)** | ~15.0 | Упрочнитель твердого раствора. | | **Молибден (Mo)** | ~3.0 | Упрочнитель твердого раствора. | | **Алюминий (Al)** | ~2.5 | Образует первичную упрочняющую γ' фазу (Ni₃Al). | | **Титан (Ti)** | ~5.0 | Образует первичную упрочняющую γ' фазу (Ni₃Ti). | | **Вольфрам (Вт)** | ~1.5 | Упрочнитель твердого раствора. | | **Углерод (C)** | ~0.07 | Образует карбиды (MC, M₂₃C₆) для граничной прочности зерна. | | **Бор (Б)** | ~0.020 | Повышает пластичность ползучести и граничную прочность волокон. | | **Цирконий (Zr)** | ~0.05 | Еще больше улучшает сопротивление ползучести. | #### **Физические и механические свойства (типичные)** * **Плотность:** 8,05 г/см³ (0,291 фунта/дюйм³) * **Диапазон плавления:** ~1260 - 1335 °C (~2300 - 2435 °F) * **Прочность на разрыв при комнатной температуре (при старении):** * Предел прочности на разрыв (UTS): > 1030 МПа (150 фунтов на квадратный дюйм) * Предел текучести (0,2% год): > 795 МПа (115 фунтов на квадратный дюйм) * Удлинение: > 8% ** Ключевая особенность: ** Превосходный и сбалансированный срок службы при ползучести и пластичности при 870 °C - 980 °C (1600 °F - 1800 °F). #### **Термическая обработка** Стандартная термическая обработка включает в себя высокотемпературную обработку раствором с последующим двухступенчатым процессом старения для оптимизации размера и распределения осадков γ для достижения максимальной прочности и стабильности при высоких температурах. #### **Применение продукта** * **Литые лопатки турбин по выплавляемым моделям и направляющие лопатки форсунок** (его основное применение) * Диски турбин (кованые из кованого материала) * Другие статические и вращающиеся компоненты в секции турбины высокого давления. #### **Международные стандарты** **AMS:** AMS 5392 (литье по выплавляемым моделям) * **UNS:** N07710 * **Werkstoff Nr.:** 2.4969 (Примечание: может использоваться совместно с другими сплавами; химический состав является окончательным идентификатором). --- ### **2. АТГ W4** #### **Обзор** **ATG W4** является запатентованной спецификацией материала, почти наверняка от **Safran Aircraft Engines**. Префикс «ATG» — это обозначение Safran для спецификаций материалов и процессов. Как и ATG W3, **"W4" определяет конкретную, контролируемую версию высокоэффективного жаропрочного сплава на основе никеля**, предназначенного для наиболее важных вращающихся компонентов. Основываясь на соглашении об именовании и использовании в отрасли, ATG W4 понимается как спецификация для **очень высокопрочного ковочного сплава**, в первую очередь **Udimet 720 (U720)** или его усовершенствованной производной. Этот сплав разработан для оптимального сочетания сверхвысокой прочности на разрыв, сопротивления малоцикловой усталости (LCF) и устойчивости к повреждениям, что делает его идеальным для современных турбинных дисков. #### **Типичные характеристики (предполагаемые для базы U720Li)** ** Основа сплава: Никель-Хром-Кобальт-Молибден-Титан-Алюминиевый суперсплав. **Основные свойства:** Превосходный общий баланс механических свойств, в частности, **прочность на разрыв** и **срок службы LCF** при промежуточных температурах (500°C - 750°C). * ** Форма:** Поставляется в виде вакуумной индукционной плавки (VIM) + вакуумной дуговой переплавки (VAR) или тройной плавки для изотермической ковки в компоненты, близкие к нетто. #### **Химический состав (репрезентативный - на основе Udimet 720Li)** * Это пример для типичного базового сплава. Для определения точных предельных значений необходимо ознакомиться с точной спецификацией ATG W4.* | Элемент | Представительский % (для U720Li) | | :--- | :--- | | **Ни** | Баланс | | **Кр** | ~16.0 | | **Ко** | ~14.7 | | **Пн** | ~3.0 | | **Ш** | ~1.25 | | **Ти** | ~5.0 | | **Ал** | ~2.5 | | **С** | ~0.025 | | **В** | ~0.025 | | **Зр** | ~0.035 | #### **Физические и механические свойства (репрезентативные)** * **Плотность:** ~8,05 г/см³ * **Прочность на разрыв при комнатной температуре (при старении):** * UTS: > 1515 МПа (220 ksi) * YS: > 1170 МПа (170 ksi) ** Ключевая особенность: ** Лучшие в своем классе прочностные и усталостные характеристики для роторов турбин. #### **Применение продукта** * **Диски / диски турбин высокого давления (HPT)** * **Диски компрессора** (поздние стадии) ***Валы** * **Спиннеры** * Используется в передовых двигателях Safran, таких как CFM LEAP. #### **Стандарты и спецификации** ** ** Основной стандарт: ** ** Спецификация Safran ATG W4**. Это и есть контролирующий документ. * Связанные стандарты сплавов:** Базовый сплав (например, Udimet 720) часто охватывается: **AMS:** AMS 4082 (прутки, кузнечные материалы), AMS 4083 (штамповки) ** Собственный: Rolls-Royce RPS 705 и т.д. --- ### **Сводное сравнение** | Функция | Удимет 710 | ATG W4 (предполагаемый) | | :--- | :--- | :--- | | **Основное использование** | **Лопатки и лопасти турбин** (литые) | **Турбинные диски** (кованые, кованые) | | **Основная сила** | Разрыв при ползучести и термическая усталость | Прочность на разрыв и малоцикловая усталость (LCF) | | **Температурный фокус** | Очень высокая температура (870-980°C) | Средний-высокий (500-750°C) | | **Основная форма** | Литье по выплавляемым моделям | Кованые заготовки и поковки | | **Определяющий стандарт** | AMS 5392, UNS N07710 | ** Собственная спецификация Safran ATG W4** | **Отказ:** Предоставленная информация предназначена для технического ознакомления и сравнения. Свойства типичны и могут варьироваться в зависимости от формы продукта, термической обработки и способа производства. ** ATG W4 является собственной спецификацией, и его точные требования определяются исключительно компанией Safran Aircraft Engines.** Для проектирования и закупки необходимо обращаться к официальному последнему выпуску соответствующей спецификации материалов (AMS, ATG и т. д.). Udimet является зарегистрированным товарным знаком Special Metals Corporation (компания PCC).

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 3362 галлонов для жидкости на поддонах Специальная упаковка доступна по запросу.