UDIMET® Aloy R41 (UNS N07041) Introducción al producto
La aleación UDIMET® R41, designada como UNS N07041, es un Superalloy de alta temperatura basado en níquel conocido por su resistencia excepcional y resistencia a la corrosión en entornos extremos. Este artículo proporciona una introducción integral a la aleación de UDIMET® R41, que cubre su composición química, propiedades mecánicas, rendimiento a diferentes temperaturas, aplicaciones de la industria, formas y tamaños, estándares de producción, capacidades de soldadura y procesamiento, ventajas y desventajas, y una comparación con aleaciones similares.
Composición química
La aleación UDIMET® R41 se compone principalmente de níquel con adiciones significativas de cobalto, cromo, tungsteno y molibdeno para mejorar sus propiedades mecánicas y térmicas:
| Elemento | Composición (%) |
|---|---|
| Níquel (Ni) | 50.0 - 60.0 |
| Cobalto (Co) | 14,0 – 17,0 |
| Cromo (Cr) | 15.0 - 18.0 |
| Tungsteno (W) | 3,0 – 5,0 |
| Molibdeno (Mo) | 2.5 - 4.0 |
| Hierro (Fe) | 3,0 – 5,0 |
| Titanio (Ti) | 1,5 – 2,5 |
| Aluminio (Al) | 0.1 – 0.5 |
| Boro (b) | 0.005 - 0.05 |
| Carbono (C) | 0.05 máx. |
Propiedades mecánicas
La aleación UDIMET® R41 exhibe excelentes propiedades mecánicas adecuadas para aplicaciones de alta temperatura:
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistencia a la tracción, ksi (MPa) | 150 - 180 (1034 - 1241) |
| Límite elástico (0,2 % de compensación), ksi (MPa) | 110 - 140 (758 - 965) |
| Alargamiento (% en 2 pulgadas) | 20 - 25 |
| Dureza, Rockwell C (HRC) | 35 - 40 |
Características de presentación
UDIMET® Alloy R41 ofrece varias ventajas de rendimiento:
- Fuerza de alta temperatura: Mantiene excelentes propiedades mecánicas a temperaturas de hasta 1000 ° C (1832 ° F), adecuadas para su uso en turbinas de gas y otras aplicaciones de alta temperatura.
- Resistencia a la oxidación: Proporciona resistencia superior a la oxidación y la corrosión en ambientes a alta temperatura y agresivos.
- Resistencia a la fluencia: Exhibe una alta resistencia a la fluencia, lo que lo hace ideal para componentes bajo estrés constante a temperaturas elevadas.
Aplicaciones industriales
La aleación UDIMET® R41 se utiliza en varias industrias exigentes donde se requiere un alto rendimiento en condiciones extremas:
| Sector industrial | Aplicaciones |
|---|---|
| Aeroespacial | Componentes de turbina de gas que incluyen cuchillas, discos y sellos. |
| Generación de energía | Hojas de turbina, cámaras de combustión e intercambiadores de calor. |
| Procesamiento químico | Vasos de reactores, tuberías y válvulas para manejar productos químicos corrosivos a altas temperaturas. |
Formas y tamaños
UDIMET® Alloy R41 está disponible en varias formas y tamaños para satisfacer las necesidades específicas de la aplicación:
- Formas: Chapas, placas, barras, forjados y alambres.
- Tamaños: Espesores que van desde 0,5 mm hasta 100 mm para placas y diámetros que van desde 1 mm hasta 300 mm para barras redondas.
Estándares de producción
UDIMET® Alloy R41 se ajusta a los estándares de producción internacionales que garantizan calidad y confiabilidad:
| Formulario de producto | Formas disponibles | Tamaños disponibles | Estándares de producción |
|---|---|---|---|
| Platos/Hojas | Hojas, Placas | Espesor: 0,5 mm – 100 mm | ASTM B637, AMS 5764 |
| Barras/varillas | Barras redondas, barras cuadradas | Diámetro: 1mm – 300mm | ASTM B637, AMS 5764 |
| Forjas | Bloques, Discos, Anillos | Tamaño: Personalizado | ASTM B637, AMS 5764 |
Soldadura y procesamiento
La aleación UDIMET® R41 ofrece una buena soldabilidad y características de procesamiento:
- Soldadura: Se puede soldar utilizando métodos como TIG, MIG y soldadura de resistencia. Se puede requerir tratamiento térmico de precalentamiento y post-soldado para mantener las propiedades.
- Maquinabilidad: Generalmente mecanizado en la condición de recanse de solución utilizando herramientas de carburo y fluidos de corte apropiados.
Ventajas y desventajas
| Aspecto | Detalles |
|---|---|
| Ventajas | Resistencia excepcional a la alta temperatura y resistencia a la oxidación, buena resistencia a la fluencia y amplia disponibilidad en diversas formas y tamaños. |
| Desventajas | Un costo más alto en comparación con las aleaciones de níquel estándar, requiere un procesamiento y manejo especializados debido a su alta resistencia y elementos de aleación. |
Comparación con aleaciones similares
UDIMET® Alloy R41 (UNS N07041) a menudo se compara con otras superaltas de alta temperatura a base de níquel como UDIMET® ALEAY 718 y UDIMET® ALEAY 720. Aquí hay una breve comparación:
| Tipo/propiedad de aleación | UDIMET® aleación R41 | Aleación de udimet® 718 | UDIMET® aleación 720 |
|---|---|---|---|
| Composición química | Níquel alto, cobalto, cromo, tungsteno, molibdeno para una resistencia a la alta temperatura. | Alto níquel, cromo y niobio con adiciones más pequeñas de aluminio y titanio. | Níquel alto, cobalto, cromo, tungsteno, molibdeno para una resistencia a la alta temperatura. |
| Propiedades mecánicas | Mayor resistencia a la tensión y un rendimiento, resistencia superior a la fluencia a altas temperaturas. | Mayor resistencia a la tracción y el rendimiento en comparación con la aleación de Udimet® R41, buena resistencia y resistencia a la fatiga. | Mayor resistencia a la tracción y el rendimiento en comparación con la aleación de Udimet® 718, excelente resistencia a la oxidación. |
| Aplicaciones | Turbinas de gas, componentes aeroespaciales que requieren resistencia a alta temperatura y resistencia a la oxidación. | Componentes aeroespaciales, pernos de alta temperatura y sujetadores. | Turbinas de gas, componentes aeroespaciales que requieren resistencia a alta temperatura y resistencia a la oxidación. |
Este artículo detallado presenta la aleación de UDIMET® R41 (UNS N07041), destacando su composición química, propiedades mecánicas, características de rendimiento, aplicaciones de la industria, formularios y tamaños disponibles, estándares de producción, capacidades de soldadura y procesamiento, así como ventajas, desventajas y una comparación con aleaciones similares. Los ingenieros y profesionales que buscan una superaLOY de alta temperatura y alta temperatura para aplicaciones críticas en aeroespacial, generación de energía y procesamiento químico encontrarán la aleación UDIMET® R41 bien adecuada para su uso en condiciones extremas.