UDIMET® Alloy R41 (UNS N07041) Produkteinführung
Die UDIMET®-Legierung R41 mit der Bezeichnung UNS N07041 ist eine Hochtemperatur-Superlegierung auf Nickelbasis, die für ihre außergewöhnliche Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit in extremen Umgebungen bekannt ist. Dieser Artikel bietet eine umfassende Einführung in die UDIMET®-Legierung R41 und behandelt deren chemische Zusammensetzung, mechanische Eigenschaften, Leistung bei verschiedenen Temperaturen, Industrieanwendungen, Formen und Größen, Produktionsstandards, Schweiß- und Verarbeitungsfähigkeiten, Vor- und Nachteile sowie einen Vergleich mit ähnlichen Legierungen .
Chemische Zusammensetzung
Die UDIMET®-Legierung R41 besteht hauptsächlich aus Nickel mit erheblichen Zusätzen von Kobalt, Chrom, Wolfram und Molybdän, um ihre mechanischen und thermischen Eigenschaften zu verbessern:
| 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
Die UDIMET®-Legierung R41 weist hervorragende mechanische Eigenschaften auf, die für Hochtemperaturanwendungen geeignet sind:
| 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
Die UDIMET®-Legierung R41 bietet mehrere Leistungsvorteile:
- Hochtemperaturfestigkeit: Behält hervorragende mechanische Eigenschaften bei Temperaturen bis zu 1000 °C (1832 °F) und eignet sich für den Einsatz in Gasturbinen und anderen Hochtemperaturanwendungen.
- Oxidationsbeständigkeit: Bietet hervorragende Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit in Umgebungen mit hohen Temperaturen und aggressiven Umgebungen.
- Kriechwiderstand: Weist eine hohe Kriechfestigkeit auf und eignet sich daher ideal für Komponenten, die einer Dauerbeanspruchung bei erhöhten Temperaturen ausgesetzt sind.
Branchenanwendungen
Die UDIMET®-Legierung R41 wird in verschiedenen anspruchsvollen Branchen eingesetzt, in denen hohe Leistung unter extremen Bedingungen erforderlich ist:
| Industriesektor | Anwendungen |
|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Gasturbinenkomponenten einschließlich Schaufeln, Scheiben und Dichtungen. |
| Energieerzeugung | Turbinenschaufeln, Brennkammern und Wärmetauscher. |
| Chemische Verarbeitung | Reaktorbehälter, Rohrleitungen und Ventile für den Umgang mit korrosiven Chemikalien bei hohen Temperaturen. |
Formen und Größen
UDIMET®-Legierung R41 ist in verschiedenen Formen und Größen erhältlich, um spezifische Anwendungsanforderungen zu erfüllen:
- 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
Die UDIMET®-Legierung R41 entspricht den internationalen Produktionsstandards und gewährleistet Qualität und Zuverlässigkeit:
| 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
Die UDIMET®-Legierung R41 bietet gute Schweißbarkeit und Verarbeitungseigenschaften:
- 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 | Außergewöhnliche Hochtemperaturfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit, gute Kriechfestigkeit und breite Verfügbarkeit in verschiedenen Formen und Größen. |
| 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®-Legierung R41 (UNS N07041) wird häufig mit anderen Hochtemperatur-Superlegierungen auf Nickelbasis wie UDIMET®-Legierung 718 und UDIMET®-Legierung 720 verglichen. Hier ein kurzer Vergleich:
| Legierungstyp/-eigenschaft | UDIMET®-Legierung R41 | UDIMET®-Legierung 718 | UDIMET®-Legierung 720 |
|---|---|---|---|
| Chemische Zusammensetzung | Hoher Nickel-, Kobalt-, Chrom-, Wolfram- und Molybdängehalt für Hochtemperaturfestigkeit. | Hoher Nickel-, Chrom- und Niobgehalt mit kleineren Zusätzen von Aluminium und Titan. | Hoher Nickel-, Kobalt-, Chrom-, Wolfram- und Molybdängehalt für Hochtemperaturfestigkeit. |
| Mechanische Eigenschaften | Höhere Zug- und Streckgrenze, überlegene Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen. | Geringere Zug- und Streckgrenze im Vergleich zur UDIMET®-Legierung R41, gute Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit. | Höhere Zug- und Streckgrenze im Vergleich zur UDIMET®-Legierung 718, ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit. |
| 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. |
Dieser ausführliche Artikel stellt die UDIMET®-Legierung R41 (UNS N07041) vor und beleuchtet deren chemische Zusammensetzung, mechanische Eigenschaften, Leistungsmerkmale, Industrieanwendungen, verfügbare Formen und Größen, Produktionsstandards, Schweiß- und Verarbeitungsmöglichkeiten sowie Vor- und Nachteile und einen Vergleich mit ähnlichen Legierungen. Ingenieure und Fachleute, die eine hochfeste Hochtemperatur-Superlegierung für kritische Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, Energieerzeugung und chemischen Verarbeitung suchen, werden feststellen, dass sich die UDIMET®-Legierung R41 gut für den Einsatz unter extremen Bedingungen eignet.