UDIMET сплав 720 Сплав на основе никеля, 1

### **Спецификация продукта: UDIMET® Alloy 720 (U720)** **Высококачественный высокопрочный суперсплав на основе деформируемого никеля для критически важных вращающихся компонентов** --- #### **1. Обзор** UDIMET® Alloy 720 (U720) - это высокопрочный, отверждаемый осаждением жаропрочный сплав на основе никеля, поставляемый в основном в деформируемой форме. Он известен своим исключительным сочетанием **сверхвысокой прочности на разрыв**, **отличной устойчивости к малоцикловой усталости (LCF)** и *хороших свойств ползучести** при средних и высоких температурах. Этот превосходный баланс свойств делает его ведущим материалом для наиболее критически нагруженных вращающихся компонентов современных газотурбинных двигателей, особенно для турбинных дисков. Сплав обычно производится с использованием процесса «тройного плавления» (VIM + VAR + ESR) для достижения максимальной чистоты и однородности, что имеет важное значение для надежности этих деталей с высокой целостностью. Указанные спецификации (**EMS 55477; EMS 73105; MSRR 7252; C50TF105; MTS 5013**) — это собственные стандарты крупных производителей аэрокосмической техники, таких как Safran, Rolls-Royce и другие, которые диктуют требования к точному производству, термообработке и контролю качества этого материала. #### **2. Химический состав (% от типичной массы)** Композиция тщательно сбалансирована для образования высокой объемной доли упрочняющей γ' (гамма-прайм) фазы. | Элемент | Содержание (%) | Роль в сплаве | | :--- | :--- | :--- | | **Никель (Ni)** | Баланс | Аустенитная матрица. | | **Хром (Cr)** | ~16.0 | Обеспечивает необходимую стойкость к окислению и горячей коррозии. | | **Кобальт (Co)** | ~14.7 | Упрочнитель твердого раствора; снижает температуру раствора γ. | | **Молибден (Mo)** | ~3.0 | Мощный упрочнитель твердого раствора. | | **Вольфрам (Вт)** | ~1.25 | Упрочнитель твердого раствора. | | **Титан (Ti)** | ~5.0 | Первичный упрочняющий элемент; образует фазу γ (Ni₃(Al,Ti)). | | **Алюминий (Al)** | ~2.5 | Первичный упрочняющий элемент; образует фазу γ (Ni₃(Al,Ti)). | | **Углерод (C)** | ~0.025 | Образует первичные карбиды MC и вторичные карбиды M₂₃C₆ для контроля границ зерен. | | **Бор (Б)** | ~0.025 | Значительно увеличивает стойкость при ползучести и граничную прочность волокон. | | **Цирконий (Zr)** | ~0.035 | Дополнительно улучшает сопротивление ползучести и сцепление границ зерен. | | **Железо (Fe)** | ≤ 0,5 | Остаточный элемент. | *Примечание: версия с низким содержанием углерода, U720**Li** («Li» для низкоуглеродистых), также широко используется для улучшения пластичности и устойчивости к повреждениям при высоких уровнях прочности.* #### **3. Физические свойства (типовые)** | Собственность | Стоимость / Состояние | | :--- | :--- | | **Плотность** | 8,05 г/см³ (0,291 фунта/дюйм³) | | **Диапазон плавления** | ~1330 - 1360 °C (~2425 - 2480 °F) | | **γ' Сольвентная температура** | ~1160°C (~2120°F) | | **Коэффициент теплового расширения** | ~13,2 мкм/м·°C (20 - 100°C) | | **Теплопроводность** | ~13,5 Вт/м·К (при 100°C) | | **Модуль упругости** | ~220 ГПа (32 x 10⁶ фунтов/кв. дюйм) при 20°C | #### **4. Механические свойства** Свойства в значительной степени зависят от термической обработки, которая оптимизирована для конкретных применений. Ниже приведены репрезентативные материалы для высокопрочной термообработки прутков U720Li. **При комнатной температуре:** * **Прочность на разрыв: ** > 1515 МПа (220 фунтов на квадратный дюйм) * **Предел текучести (смещение 0,2%):** > 1170 МПа (170 фунтов на квадратный дюйм) **Удлинение:** > 15% *** Сокращение площади:** > 18% ** При повышенной температуре (например, 650 °C / 1200 °F):** * **Прочность на разрыв:** ~1310 МПа (190 фунтов на квадратный дюйм) * **Предел текучести (смещение 0,2%):** ~1100 МПа (160 ksi) * ** Ползучесть и усталостная способность: ** Обладает исключительной устойчивостью к малоцикловой усталости и устойчивым пиковым нагрузкам при рабочих температурах. #### **5. Термообработки** UDIMET 720 проходит комплексную термическую обработку для достижения его оптимальной микроструктуры и свойств: 1. **Обработка раствором:** Выполняется при температуре субсольвуса (например, 1100°C / 2010°F) для контроля размера зерна и создания бимодального распределения γ'. Далее следует быстрое закалывание. 2. **Лечение старения: ** Многоступенчатый процесс старения (например, 760°C / 1400°F в течение 16 часов, затем 650°C / 1200°F в течение 24 часов) используется для осаждения мелкодисперсной вторичной γ'-фазы, обеспечивая максимальную прочность. #### **6. Применение продукта** UDIMET 720 является предпочтительным материалом для самых требовательных вращающихся компонентов в аэрокосмических и промышленных газовых турбинах: * **Диски / диски турбин высокого давления (HPT)** * **Диски компрессора** (поздние стадии) * **Катушки и валы** * **Лопатки турбины (кованые)** * **Роторы со встроенными лопастями (IBR)** #### **7. Международные и собственные стандарты** На этот сплав распространяются как общепринятые международные стандарты, так и важнейшие собственные спецификации от производителей двигателей. * **AMS:** **AMS 4082** (прутки и заготовки), **AMS 4083** (штамповки) * **UNS:** **N07720** * **Собственные спецификации (как указано):** * **EMS 55477; EMS 73105:** Вероятно, спецификации материалов Safran (Snecma) для сырья или поковок. * **MSRR 7252:** Стандарт материалов Rolls-Royce. * **C50TF105; MTS 5013:** Собственные спецификации от других производителей оборудования для аэрокосмической промышленности (например, возможно, GE Aviation, MTU). В этих документах указаны точные химические диапазоны, минимальные механические свойства, требования к неразрушающему контролю (НК) и производственные процессы. --- **Отказ:** Информация, представленная здесь, предназначена только для справочных целей. Свойства могут варьироваться в зависимости от производственного процесса, термической обработки (subsolvus или supersolvus) и формы продукта. Перечисленные собственные спецификации (**EMS, MSRR, C50TF, MTS**) являются контрольными документами для конкретных приложений и заменяют все остальные общие данные. При проектировании и закупке необходимо ознакомиться с официальным, последним выпуском соответствующей спецификации материала. 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 3363 галлонов для жидкости на поддонах Специальная упаковка доступна по запросу.