UDIMET® Alloy R41 (UNS N07041) Product Introduction
UDIMET® alloy R41, designated as UNS N07041, is a high-temperature nickel-based superalloy known for its exceptional strength and corrosion resistance in extreme environments. This article provides a comprehensive introduction to UDIMET® alloy R41, covering its chemical composition, mechanical properties, performance at different temperatures, industry applications, shapes and sizes, production standards, welding and processing capabilities, advantages and disadvantages, and a comparison with similar alloys.
Chemische Zusammensetzung
UDIMET® alloy R41 is primarily composed of nickel with significant additions of cobalt, chromium, tungsten, and molybdenum to enhance its mechanical and thermal properties:
| Element | Komposition (%) |
|---|---|
| Nickel (Ni) | 50.0 – 60.0 |
| Kobalt (Co) | 14.0 – 17.0 |
| Chrom (Cr) | 15.0 – 18.0 |
| Tungsten (W) | 3,0 – 5,0 |
| Molybdän (Mo) | 2.5 – 4.0 |
| Eisen (Fe) | 3,0 – 5,0 |
| Titan (Ti) | 1,5 – 2,5 |
| Aluminium (Al) | 0.1 – 0,5 |
| Bor (B) | 0.005 – 0.05 |
| Kohlenstoff (C) | 0.05 max |
Mechanische Eigenschaften
UDIMET® alloy R41 exhibits excellent mechanical properties suitable for high-temperature applications:
| Eigentum | Wert |
|---|---|
| Zugfestigkeit, ksi (MPa) | 150 – 180 (1034 – 1241) |
| Streckgrenze (0,2 % Offset), ksi (MPa) | 110 – 140 (758 – 965) |
| Dehnung (% in 2 Zoll) | 20 – 25 |
| Härte, Rockwell C (HRC) | 35 – 40 |
Leistungsmerkmale
UDIMET® alloy R41 offers several performance advantages:
- Hochtemperaturfestigkeit: Maintains excellent mechanical properties at temperatures up to 1000°C (1832°F), suitable for use in gas turbines and other high-temperature applications.
- Oxidationsbeständigkeit: Provides superior resistance to oxidation and corrosion in high-temperature and aggressive environments.
- Kriechwiderstand: Exhibits high creep resistance, making it ideal for components under constant stress at elevated temperatures.
Branchenanwendungen
UDIMET® alloy R41 is utilized in various demanding industries where high performance under extreme conditions is required:
| Industriesektor | Anwendungen |
|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Gas turbine components including blades, discs, and seals. |
| Energieerzeugung | Turbine blades, combustion chambers, and heat exchangers. |
| Chemische Verarbeitung | Reactor vessels, pipelines, and valves for handling corrosive chemicals at high temperatures. |
Formen und Größen
UDIMET® alloy R41 is available in various forms and sizes to meet specific application needs:
- Formen: Bleche, Platten, Stangen, Schmiedeteile und Draht.
- Größen: Die Dicke reicht von 0,5 mm bis 100 mm für Bleche und der Durchmesser von 1 mm bis 300 mm für Rundstäbe.
Produktionsstandards
UDIMET® alloy R41 conforms to international production standards ensuring quality and reliability:
| Produkt Form | Verfügbare Formen | Verfügbare Größen | Produktionsstandards |
|---|---|---|---|
| Platten/Blätter | Blätter, Platten | Dicke: 0,5 mm – 100 mm | ASTM B637, AMS 5764 |
| Stangen/Stangen | Rundstäbe, Vierkantstäbe | Durchmesser: 1 mm – 300 mm | ASTM B637, AMS 5764 |
| Schmiedestücke | Blöcke, Scheiben, Ringe | Größe: Maßgeschneidert | ASTM B637, AMS 5764 |
Schweißen und Bearbeiten
UDIMET® alloy R41 offers good weldability and processing characteristics:
- Schweißen: Kann mit Methoden wie WIG, MIG und Widerstandsschweißen geschweißt werden. Um die Eigenschaften beizubehalten, kann eine Vorwärmung und eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erforderlich sein.
- Bearbeitbarkeit: Im Allgemeinen im lösungsgeglühten Zustand mit Hartmetallwerkzeugen und geeigneten Schneidflüssigkeiten bearbeitet.
Vorteile und Nachteile
| Aspekt | Einzelheiten |
|---|---|
| Vorteile | Exceptional high-temperature strength and oxidation resistance, good creep resistance, and wide availability in various forms and sizes. |
| Nachteile | Höhere Kosten im Vergleich zu Standard-Nickellegierungen, erfordert aufgrund seiner hohen Festigkeit und Legierungselemente eine spezielle Verarbeitung und Handhabung. |
Vergleich mit ähnlichen Legierungen
UDIMET® alloy R41 (UNS N07041) is often compared with other high-temperature nickel-based superalloys such as UDIMET® alloy 718 and UDIMET® alloy 720. Here’s a brief comparison:
| Legierungstyp/-eigenschaft | UDIMET®-Legierung R41 | UDIMET®-Legierung 718 | UDIMET®-Legierung 720 |
|---|---|---|---|
| Chemische Zusammensetzung | High nickel, cobalt, chromium, tungsten, molybdenum for high-temperature strength. | Hoher Nickel-, Chrom- und Niobgehalt mit kleineren Zusätzen von Aluminium und Titan. | High nickel, cobalt, chromium, tungsten, molybdenum for high-temperature strength. |
| Mechanische Eigenschaften | Höhere Zug- und Streckgrenze, überlegene Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen. | Lower tensile and yield strength compared to UDIMET® alloy R41, good toughness and fatigue resistance. | Higher tensile and yield strength compared to UDIMET® alloy 718, excellent oxidation resistance. |
| Anwendungen | Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtkomponenten, die Hochtemperaturfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit erfordern. | Luft- und Raumfahrtkomponenten, Hochtemperaturschrauben und Verbindungselemente. | Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtkomponenten, die Hochtemperaturfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit erfordern. |
This detailed article introduces UDIMET® alloy R41 (UNS N07041), highlighting its chemical composition, mechanical properties, performance characteristics, industry applications, available forms and sizes, production standards, welding and processing capabilities, as well as advantages, disadvantages, and a comparison with similar alloys. Engineers and professionals seeking a high-strength, high-temperature superalloy for critical applications in aerospace, power generation, and chemical processing will find UDIMET® alloy R41 well-suited for use under extreme conditions.