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.
องค์ประกอบทางเคมี
UDIMET® alloy R41 is primarily composed of nickel with significant additions of cobalt, chromium, tungsten, and molybdenum to enhance its mechanical and thermal properties:
| องค์ประกอบ | องค์ประกอบ (%) |
|---|---|
| นิกเกิล (พรรณี) | 50.0 – 60.0 |
| โคบอลต์ (Co) | 14.0 – 17.0 |
| โครเมียม (Cr) | 15.0 – 18.0 |
| ทังสเตน (W) | 3.0 – 5.0 |
| โมลิบดีนัม (Mo) | 2.5 – 4.0 |
| เหล็ก (เฟ) | 3.0 – 5.0 |
| ไทเทเนียม (Ti) | 1.5 – 2.5 |
| อะลูมิเนียม (อัล) | 0.1 – 0.5 |
| โบรอน (B) | 0.005 – 0.05 |
| คาร์บอน (ซี) | 0สูงสุด .05 |
คุณสมบัติทางกล
UDIMET® alloy R41 exhibits excellent mechanical properties suitable for high-temperature applications:
| คุณสมบัติ | ค่า |
|---|---|
| ความต้านแรงดึง ksi (MPa) | 150 – 180 (1034 – 1241) |
| ผลผลิตความแข็งแรง (ชดเชย 0.2%) ksi (MPa) | 110 – 140 (758 – 965) |
| การยืดตัว (% เป็น 2 นิ้ว) | 20 – 25 |
| ความแข็ง Rockwell C (HRC) | 35 – 40 |
ลักษณะการทำงาน
UDIMET® alloy R41 offers several performance advantages:
- High-Temperature Strength: Maintains excellent mechanical properties at temperatures up to 1000°C (1832°F), suitable for use in gas turbines and other high-temperature applications.
- Oxidation Resistance: Provides superior resistance to oxidation and corrosion in high-temperature and aggressive environments.
- Creep Resistance: Exhibits high creep resistance, making it ideal for components under constant stress at elevated temperatures.
การใช้งานในอุตสาหกรรม
UDIMET® alloy R41 is utilized in various demanding industries where high performance under extreme conditions is required:
| ภาคอุตสาหกรรม | แอพพลิเคชั่น |
|---|---|
| การบินและอวกาศ | Gas turbine components including blades, discs, and seals. |
| การผลิตไฟฟ้า | Turbine blades, combustion chambers, and heat exchangers. |
| การแปรรูปทางเคมี | Reactor vessels, pipelines, and valves for handling corrosive chemicals at high temperatures. |
รูปร่างและขนาด
UDIMET® alloy R41 is available in various forms and sizes to meet specific application needs:
- แบบฟอร์ม: แผ่น แผ่น แท่ง เหล็กตีขึ้นรูป และลวด
- ขนาด: ความหนาตั้งแต่ 0.5 มม. ถึง 100 มม. สำหรับแผ่นเพลท และเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 1 มม. ถึง 300 มม. สำหรับเหล็กเส้นกลม
มาตรฐานการผลิต
UDIMET® alloy R41 conforms to international production standards ensuring quality and reliability:
| แบบฟอร์มสินค้า | รูปร่างที่มีจำหน่าย | ขนาดที่มีจำหน่าย | มาตรฐานการผลิต |
|---|---|---|---|
| แผ่น/แผ่น | แผ่นแผ่น | ความหนา: 0.5 มม. – 100 มม | ASTM B637, AMS 5764 |
| แท่ง/แท่ง | แท่งกลม, แท่งสี่เหลี่ยม | เส้นผ่านศูนย์กลาง: 1 มม. – 300 มม | ASTM B637, AMS 5764 |
| การตีขึ้นรูป | บล็อก ดิสก์ วงแหวน | ขนาด: กำหนดเอง | ASTM B637, AMS 5764 |
การเชื่อมและการแปรรูป
UDIMET® alloy R41 offers good weldability and processing characteristics:
- การเชื่อม: Can be welded using methods such as TIG, MIG, and resistance welding. Preheating and post-weld heat treatment may be required to maintain properties.
- ความสามารถในการแปรรูป: Generally machined in the solution-annealed condition using carbide tools and appropriate cutting fluids.
ข้อดีและข้อเสีย
| ด้าน | รายละเอียด |
|---|---|
| ข้อดี | Exceptional high-temperature strength and oxidation resistance, good creep resistance, and wide availability in various forms and sizes. |
| ข้อเสีย | Higher cost compared to standard nickel alloys, requires specialized processing and handling due to its high strength and alloying elements. |
เปรียบเทียบกับโลหะผสมที่คล้ายกัน
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:
| ประเภทโลหะผสม/คุณสมบัติ | UDIMET® อัลลอยด์ R41 | UDIMET® alloy 718 | UDIMET® อัลลอยด์ 720 |
|---|---|---|---|
| องค์ประกอบทางเคมี | High nickel, cobalt, chromium, tungsten, molybdenum for high-temperature strength. | High nickel, chromium, and niobium with smaller additions of aluminum and titanium. | High nickel, cobalt, chromium, tungsten, molybdenum for high-temperature strength. |
| คุณสมบัติทางกล | Higher tensile and yield strength, superior creep resistance at high temperatures. | 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. |
| แอพพลิเคชั่น | Gas turbines, aerospace components requiring high-temperature strength and oxidation resistance. | Aerospace components, high-temperature bolts, and fasteners. | Gas turbines, aerospace components requiring high-temperature strength and oxidation resistance. |
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.