Udimet 500(U-500)是一種時效硬化型鎳基合金,具有優(yōu)異的高溫強度、耐腐蝕性和抗氧化性能。它廣泛應用于航空航天、能源和化工等領域,特別是在高溫高壓環(huán)境下。以下是關于Udimet 500的詳細介紹:
1. 化學成分Udimet 500 的主要化學成分如下:
鎳(Ni): 余量(通常占 50% 以上)
鉻(Cr): 17-20%
鈷(Co): 15-21%
鉬(Mo): 3.5-5.0%
鋁(Al): 2.75-3.25%
鈦(Ti): 2.0-2.6%
鐵(Fe): ≤2.0%
碳(C): ≤0.08%
錳(Mn): ≤0.20%
硅(Si): ≤0.20%
硼(B): ≤0.010%
鋯(Zr): ≤0.050%
特點:通過添加鋁、鈦等元素實現(xiàn)時效硬化,提高高溫強度和抗氧化性能。
2. 物理性質特性數(shù)值密度8.22 g/cm3熔點1315-1365°C熱導率(室溫)11.4 W/(m·K)熱膨脹系數(shù)13.5 μm/(m·K)(20-100°C)磁性能無磁性3. 機械性能特性數(shù)值(時效處理后)抗拉強度1200-1400 MPa屈服強度(0.2%)900-1100 MPa延伸率10-15%硬度(HRC)35-40彈性模量210 GPa4. 耐腐蝕性高溫氧化:在 980°C 以下具有優(yōu)異的抗氧化性能。
酸性環(huán)境:對硫酸、鹽酸等非氧化性酸有較好的耐腐蝕性。
堿性環(huán)境:在氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿性溶液中表現(xiàn)良好。
硫化環(huán)境:在含硫環(huán)境中具有較好的抗硫化腐蝕性能。
5. 高溫性能Udimet 500 在高溫下表現(xiàn)出優(yōu)異的強度和抗蠕變性能:
工作溫度:長期使用溫度可達 870°C,短期使用溫度可達 980°C。
抗蠕變性:在高溫高壓環(huán)境下具有優(yōu)異的抗蠕變性能。
6. 加工與焊接熱加工:推薦熱加工溫度為 980-1175°C,需快速冷卻以保持性能。
冷加工:由于硬度高,冷加工難度較大,通常采用熱加工。
焊接:
方法:TIG(氬弧焊)、MIG、等離子焊。
填充材料:推薦使用同質焊絲(如 Udimet 500 焊絲)。
注意事項:焊接時需預熱(200-300°C)并控制層間溫度,避免裂紋。
熱處理:
固溶處理:1080°C,快速冷卻(水冷或空冷)。
時效處理:760°C,保溫 16 小時,空冷。
7. 應用領域Udimet 500 廣泛應用于以下領域:
行業(yè)典型用途航空航天渦輪葉片、發(fā)動機部件、燃燒室(高溫高強度)。能源燃氣輪機部件、核反應堆部件(高溫抗蠕變)。化工高溫反應器、換熱器、閥門(耐腐蝕、耐高溫)。石油與天然氣井下工具、閥門(高溫高壓環(huán)境)。8. 國際標準標準類型對應牌號/標準號ASTMB637(高溫合金棒材)AMS5708(航空航天材料規(guī)范)UNSN07500GB/T暫無直接對應標準,可參考高溫合金標準。9. 注意事項高溫使用:
在 980°C 以上長期使用時,需注意氧化和熱疲勞問題。
加工難度:
由于硬度高,機加工需使用硬質合金刀具或特殊工藝(如磨削)。
焊接工藝:
焊接時需嚴格控制預熱和層間溫度,避免裂紋和變形。
成本:
鎳基合金成本較高,通常用于關鍵部件或高附加值產品。
10. 對比其他鎳基合金特性Udimet 500Inconel 718Waspaloy硬度(HRC)35-4035-4535-40高溫強度優(yōu)優(yōu)極優(yōu)耐腐蝕性優(yōu)優(yōu)良主要用途渦輪葉片、發(fā)動機部件渦輪盤、螺栓渦輪葉片、發(fā)動機部件總結:
Udimet 500 是一種高性能時效硬化型鎳基合金,以其優(yōu)異的高溫強度、耐腐蝕性和抗氧化性能,在航空航天、能源和化工等領域得到廣泛應用。盡管加工難度較大且成本較高,但其在極端環(huán)境下的表現(xiàn)使其成為不可替代的材料。