UDIMET 720 Aleación de níquel en polvo

El polvo de base níquel UDIMET 720 es una superaleación de alta resistencia y endurecimiento por precipitación diseñada para componentes estructurales y giratorios de alta temperatura. En forma de polvo ofrece una combinación poco frecuente de elevado límite elástico/resistencia a la tracción, buena resistencia a la oxidación hasta ~980°C (1.800°F) y excelente tolerancia a los defectos cuando se procesa mediante pulvimetalurgia o modernas rutas de fabricación aditiva. Para su adquisición, MWAlloys suministra polvos esféricos UDIMET 720 auténticos de China a precios de fábrica 100% con existencias listas para su envío rápido a fabricantes de equipos originales y talleres de reparación de todo el mundo.

¿Qué es UDIMET 720?

UDIMET 720 es una superaleación a base de níquel endurecida por precipitación desarrollada para componentes giratorios de alta resistencia y alta temperatura, como los discos de turbina; lleva el número UNS N07720. La aleación combina elementos de solución sólida (Cr, Co, Mo, W) con niveles más altos de Al y Ti que forman una fase de refuerzo γ′ (Ni₃(Al,Ti)) durante el tratamiento térmico adecuado, lo que proporciona una excelente resistencia a temperaturas elevadas.

Composición química

A continuación se muestra una tabla de composición compacta basada en fuentes primarias del fabricante y técnicas. Al realizar pedidos de polvo, confirme siempre el certificado de análisis (CoA) del proveedor para conocer los valores específicos de cada lote.

(Fuente: datos recopilados de productores de aleaciones y bibliografía sobre P/M).

Notas sobre la composición: Los niveles de Ti y Al se elevan deliberadamente para promover una alta fracción de precipitados γ′. Las adiciones controladas de W, Mo, Cr y Co producen resistencia a la solución sólida y mejoran la resistencia a la oxidación a altas temperaturas.

Propiedades mecánicas y térmicas

La siguiente tabla resume las propiedades mecánicas representativas de UDIMET 720 forjado o P/M (procesado con polvo) en condiciones de tratamiento térmico. Los componentes reales derivados del polvo variarán en función de los parámetros de AM, los ciclos HIP y el tratamiento térmico posterior.

(Valores representativos de productores y fichas técnicas; verificar CoA para lotes de polvo específicos).

Mecanismos de refuerzo y comportamiento del tratamiento térmico

UDIMET 720 se basa en dos mecanismos principales para su resistencia:

• Endurecimiento por precipitación (fase γ′): El alto contenido de Ti y Al da lugar a precipitados de Ni₃(Al,Ti) que proporcionan un refuerzo primario cuando se envejecen a las temperaturas recomendadas. La temperatura de disolución del γ′ es relativamente alta, lo que permite la retención del γ′ a temperaturas de servicio elevadas y contribuye a un alto límite elástico.

• Fortalecimiento de la solución sólida: El Cr, Co, Mo y W aumentan la resistencia de la matriz y mejoran la resistencia a la fluencia/oxidación.

Las rutas típicas de procesamiento industrial utilizan el tratamiento en solución para disolver las fases gruesas, seguido de un envejecimiento controlado para precipitar una distribución uniforme del tamaño γ′. Los componentes derivados del polvo suelen someterse a HIP (prensado isostático en caliente) seguido de ciclos de solución + envejecimiento para reducir la porosidad y controlar la microestructura.

Producción de polvo, morfología y distribución del tamaño de las partículas (PSD)

Para la fabricación aditiva y las rutas modernas de PM, los polvos UDIMET 720 se producen normalmente mediante atomización de gas para crear partículas esféricas y distribuciones de tamaño ajustadas. La PSD típica para aplicaciones de fusión en lecho de polvo por láser (L-PBF) o de fusión por haz de electrones (EBM) es de 15-45 µm. Para la deposición de energía dirigida (DED) y algunas materias primas HIP, pueden utilizarse distribuciones más amplias o de 45-150 µm.

Atributos clave de la calidad del polvo que los compradores deben verificar:

• Morfología esférica con baja fracción de satélites

• Bajo contenido de oxígeno, nitrógeno e hidrógeno (para evitar la fragilización)

• Densidad de toma y datos de fluidez (flujo Hall, densidad aparente)

• PSD por difracción láser y datos de tamizado

• CoA con composición química y elementos residuales

MWAlloys suministra polvos UDIMET 720 esféricos fabricados en China con CoA completo, trazabilidad digital de lotes y tamizado opcional según los objetivos PSD del cliente.

Rendimiento de la pulvimetalurgia y la fabricación aditiva

UDIMET 720 tiene un sólido historial en pulvimetalurgia (P/M) procesamiento. El proceso HIP, seguido del tratamiento termomecánico y el envejecimiento, produce microestructuras de calidad de disco con excelentes propiedades mecánicas y defectos reducidos. La investigación y la experiencia de la industria demuestran que P/M UDIMET 720 puede alcanzar un rendimiento competitivo con las variantes forjadas o fundidas para componentes críticos del rotor.

Para fabricación aditivaEn la literatura publicada y en la práctica industrial aparecen dos vías principales:

• L-PBF (fusión de lecho de polvo por láser): Se consigue con un control cuidadoso de la densidad de energía, la estrategia de barrido, el precalentamiento y el post-HIP. Debe prestarse atención a la susceptibilidad al agrietamiento en caliente y a la retención de γ′ finos. Suelen ser necesarios el post-HIP y el envejecimiento a medida.

• EBM (fusión por haz de electrones): Funciona para algunas superaleaciones de níquel; las temperaturas de fabricación más altas pueden reducir la tensión residual y el agrietamiento. Se siguen investigando ventanas de parámetros que preserven γ′ y eviten las fases topológicamente compactas (TCP).

Observaciones generales de los estudios AM/P/M:

• El HIP reduce la porosidad y mejora el rendimiento a la fatiga.

• Los tratamientos de envejecimiento deben ajustarse para evitar el crecimiento excesivo de γ′ y la formación no deseada de TCP durante exposiciones térmicas prolongadas.

Mecanizado, soldadura y tratamiento posterior

• Mecanizado: UDIMET 720 mecaniza con dificultad moderada a difícil; las herramientas de metal duro y los parámetros de corte conservadores mejoran la vida útil de la herramienta. Utilice configuraciones rígidas y realice pasadas de poca profundidad en las superficies acabadas. Las recomendaciones de herramientas del fabricante y las hojas de datos de mecanizado proporcionan velocidades de corte y calidades de herramienta.

• Soldadura y reparación: La soldadura de aleaciones de alto γ′ requiere metales de aportación cualificados y tratamientos térmicos previos y posteriores a la soldadura. En las reparaciones de piezas AM se suele utilizar GTAW o revestimiento láser con química de aportación compatible, seguido de ciclos de solución + envejecimiento posteriores a la soldadura.

• Post-procesamiento: Son habituales los ciclos de HIP, tratamiento en solución, envejecimiento y alivio de tensiones. En el caso de los componentes AM, se recomienda el mecanizado hasta las tolerancias finales, además del acabado superficial y la inspección no destructiva (TC, líquidos penetrantes, corrientes parásitas).

Aplicaciones típicas

El polvo UDIMET 720 y las piezas PM/AM se utilizan en sectores de alta temperatura en los que es importante una elevada relación resistencia-peso:

• Discos de turbina y discos de compresor para turbinas de gas aeronáuticas e industriales.

• Ejes giratorios de alta velocidad y piezas estructurales en motores aeronáuticos/espaciales.

• Piezas estructurales en caliente en la generación de energía y la industria pesada.

• Componentes que requieren tolerancia a los defectos combinada con resistencia a temperaturas elevadas (tras HIP y tratamiento térmico adecuado).

Notas comparativas

• Contra IN718: UDIMET 720 ofrece normalmente una mayor resistencia a temperaturas más altas debido a la mayor fracción de volumen γ′. El IN718 es más fácil de soldar y tiene ventanas de parámetros AM más amplias, pero su resistencia a altas temperaturas es menor.

• UDIMET 720 frente a UDIMET 720Li: Las variantes 720Li ajustan la química y el tratamiento térmico para optimizar las propiedades para un servicio específico de rotor/disco; consulte las hojas de datos de las variantes Li y compare las ventanas de fatiga, fluencia y proceso.

Adquisiciones, certificaciones y oferta de MWAlloys

Con estos compromisos, MWAlloys se posiciona para la adquisición de OEM y MRO:

• 100% precio de fábrica garantizado: suministro directo de nuestros socios fabricantes chinos, lo que elimina los sobreprecios de los revendedores.

• Disponibilidad de existencias: UDIMET 720 PSD esféricos estándar en stock para envío rápido; tamizado personalizado o lotes dedicados bajo pedido.

• Control de calidad: CoA completo, trazabilidad de lotes, análisis de oxígeno/nitrógeno/hidrógeno, informes de morfología de partículas y soporte para pruebas de terceros.

• Embalaje y logística: envasado en gas inerte sellado o envasado al vacío para una larga vida de almacenamiento; opciones de envío exprés por mar/aire disponibles.

Lista de comprobación típica para incluir en el pedido:

• Nombre de la aleación y UNS (UDIMET 720 / N07720)

• Especificación PSD (por ejemplo, 15-45 µm)

• Requisito de fracción esférica (%) y satélites máximos

• Límites químicos y requisitos del CdA

• Límites máximos de oxígeno y nitrógeno

• Instrucciones de envasado y caducidad requeridas

Póngase en contacto con el departamento de ventas de MWAlloys para obtener un presupuesto rápido, paquetes de muestras o cupones de pruebas mecánicas para pruebas de cualificación.

Consideraciones medioambientales, sanitarias y de manipulación

• Manipule el polvo UDIMET 720 siguiendo las prácticas de seguridad estándar para polvos metálicos: control del polvo, protección respiratoria, equipos conectados a tierra para evitar la electricidad estática y áreas clasificadas para polvos combustibles.

• Almacenar en recipientes herméticos, en condiciones secas y con poco oxígeno si es a largo plazo.

• Siga la normativa local para la eliminación y reciclaje de residuos de polvo metálico. Para envíos de barco a barco o aéreos, confirme el cumplimiento de la clasificación Hazmat para polvos metálicos.

Tabla de especificaciones compacta

Preguntas frecuentes

1. ¿Qué contiene UDIMET 720 en polvo?
   Se trata de una superaleación a base de níquel con Ti y Al elevados para la precipitación γ′, además de Cr, Co, Mo y W para la resistencia de la matriz. Los rangos típicos figuran en la tabla de composición anterior.

2. ¿Puede utilizarse UDIMET 720 en la fusión de lecho de polvo por láser (L-PBF)?
   Sí, pero requiere una cuidadosa optimización de los parámetros, el precalentamiento y el envejecimiento posterior al proceso HIP para controlar el agrietamiento y alcanzar las propiedades deseadas. Los trabajos publicados muestran el éxito en ventanas de parámetros ajustados.

3. ¿Qué PSD debo pedir para AM?
   El PSD estándar de L-PBF es de 15-45 µm. Para las rutas DED o no PBF, es habitual que los rangos sean mayores. Especifique requisitos estrictos de PSD y morfología en el PO.

4. ¿Cómo se comprueba la calidad del polvo UDIMET 720?
   Pruebas típicas: análisis químico (ICP/OES), análisis de oxígeno/nitrógeno/hidrógeno gaseoso, PSD (difracción láser), imágenes morfológicas, densidad de toma, flujo Hall y trazabilidad de CoA.

5. ¿Es UDIMET 720 soldable?
   La soldadura requiere la cualificación del proceso y metales de aportación adecuados. El tratamiento térmico posterior a la soldadura suele ser necesario para recuperar las propiedades.

6. ¿Qué temperaturas soporta UDIMET 720?
   Útil hasta ~980°C (1.800°F) para exposiciones cortas. La fluencia a largo plazo depende de la carga, la microestructura y la temperatura de servicio.

7. ¿Cómo afecta el HIP al UDIMET 720 procesado en polvo?
   El HIP reduce la porosidad, mejora la resistencia a la fatiga y produce densidades próximas al forjado. El HIP más un tratamiento térmico adaptado proporciona el mejor equilibrio mecánico.

8. ¿Puede MWAlloys proporcionar cupones de prueba y apoyo a la cualificación?
   Sí. MWAlloys puede suministrar polvo de muestra, cupones impresos, CoA y asistencia con pruebas de terceros o documentación de inspección.

9. ¿Qué envases y plazos de entrega ofrece MWAlloys?
   Envasado estándar al vacío o en gas inerte. Los artículos en stock se envían rápidamente; los lotes personalizados requieren un plazo de entrega. Póngase en contacto con el departamento de ventas para conocer el estado actual de las existencias y las opciones de envío aéreo o marítimo.

10. ¿Cómo evitar la contaminación del polvo durante el almacenamiento?
    Mantenga los polvos precintados, almacénelos en una zona seca y controlada, evite la contaminación cruzada con otros polvos y respete el plazo de conservación recomendado o recalifíquelo si se almacena a largo plazo.

Referencia autorizada

• UDIMET® aleación 720 - Hoja de datos técnicos de metales especiales (PDF)
• Hoja de datos técnicos de ATI 720™ (PDF)
• Desarrollo de PM UDIMET 720 de rendimiento mejorado - Actas de TMS Superalloys (ponencia)
• Superaleación UDIMET 720 - AZoM descripción técnica