UDIMET 720 Polvere di lega di nichel

La polvere di nichel-base UDIMET 720 è una superlega ad alta resistenza e indurimento per precipitazione, progettata per componenti strutturali e rotanti ad alta temperatura. Sotto forma di polvere offre una rara combinazione di elevata resistenza allo snervamento/alla trazione, buona resistenza all'ossidazione fino a ~980°C (1.800°F) ed eccellente tolleranza ai difetti quando viene lavorata con la metallurgia delle polveri o con i moderni metodi di produzione additiva. Per l'approvvigionamento, MWAlloys fornisce polveri sferiche UDIMET 720 originali dalla Cina a prezzi di fabbrica 100% con scorte pronte per la spedizione rapida a OEM e officine di riparazione globali.

Che cos'è UDIMET 720?

UDIMET 720 è una superlega a base di nichel indurente per precipitazione sviluppata per componenti rotanti ad alta resistenza e ad alta temperatura, come i dischi delle turbine; porta il numero UNS N07720. La lega combina elementi in soluzione solida (Cr, Co, Mo, W) con livelli più elevati di Al e Ti che formano una fase di rinforzo γ′ (Ni₃(Al,Ti)) durante un trattamento termico appropriato, che produce un'eccellente resistenza a temperature elevate.

Composizione chimica

Di seguito è riportata una tabella di composizione compatta basata su fonti tecniche e produttori primari. Quando si ordina la polvere, verificare sempre il certificato di analisi (CoA) del fornitore per i valori specifici del lotto.

(Fonte: set di dati compilati dai produttori di leghe e dalla letteratura P/M).

Note sulla composizione: I livelli di Ti e Al sono volutamente elevati per promuovere un'elevata frazione di precipitati γ′. Le aggiunte controllate di W, Mo, Cr e Co producono una resistenza alla soluzione solida e una migliore resistenza all'ossidazione ad alte temperature.

Proprietà meccaniche e termiche

La seguente tabella riassume le proprietà meccaniche rappresentative per UDIMET 720, battuto o P/M (lavorato a polvere), in condizioni di trattamento termico. I componenti effettivi derivati dalle polveri variano a seconda dei parametri AM, dei cicli HIP e del trattamento post-riscaldo.

(Valori rappresentativi dei produttori e delle schede tecniche; verificare la CoA per i lotti di polvere specifici).

Meccanismi di rafforzamento e comportamento al trattamento termico

UDIMET 720 si basa su due meccanismi principali di resistenza:

• Indurimento per precipitazione (fase γ): L'elevato contenuto di Ti e Al porta alla formazione di precipitati di Ni₃(Al,Ti) che forniscono un rafforzamento primario quando invecchiati alle temperature raccomandate. La temperatura di solvenza del γ′ è relativamente alta, il che consente di mantenere il γ′ a temperature di servizio elevate e contribuisce a un'elevata resistenza allo snervamento.

• Rafforzamento della soluzione solida: Cr, Co, Mo e W aumentano la forza della matrice e migliorano la resistenza al creep/ossidazione.

I tipici percorsi di lavorazione industriale utilizzano un trattamento in soluzione per dissolvere le fasi grossolane, seguito da un invecchiamento controllato per precipitare una distribuzione uniforme delle dimensioni γ′. I componenti derivati dalle polveri sono spesso sottoposti a HIP (pressatura isostatica a caldo) seguita da cicli di soluzione e invecchiamento per ridurre la porosità e controllare la microstruttura.

Produzione di polvere, morfologia e distribuzione delle dimensioni delle particelle (PSD)

Per la produzione additiva e i moderni percorsi di PM, le polveri UDIMET 720 sono normalmente prodotte da atomizzazione del gas per creare particelle sferiche e distribuzioni dimensionali ristrette. La PSD tipica per le applicazioni di fusione laser a letto di polvere (L-PBF) o a fascio di elettroni (EBM) è 15-45 µm. Per la deposizione a energia diretta (DED) e alcune materie prime HIP, possono essere utilizzate distribuzioni più ampie o 45-150 µm.

I principali attributi di qualità della polvere che gli acquirenti devono verificare:

• Morfologia sferica con bassa frazione di satelliti

• Basso contenuto di ossigeno, azoto e idrogeno (per evitare l'infragilimento)

• Densità di spillamento e dati di fluidità (flusso Hall, densità apparente)

• PSD mediante diffrazione laser e dati di setacciatura

• CoA che mostra la composizione chimica e gli elementi residui

MWAlloys fornisce polveri UDIMET 720 sferiche prodotte in Cina con CoA completo, tracciabilità digitale dei lotti e setacciatura opzionale secondo gli obiettivi PSD del cliente.

Prestazioni della metallurgia delle polveri e della fabbricazione additiva

UDIMET 720 ha una solida esperienza in metallurgia delle polveri (P/M) lavorazione. L'HIP, seguito dalla lavorazione termomeccanica e dall'invecchiamento, produce microstrutture a disco con eccellenti proprietà meccaniche e difetti ridotti. La ricerca e l'esperienza industriale dimostrano che il P/M UDIMET 720 è in grado di raggiungere prestazioni competitive con le varianti battute o fuse per i componenti critici del rotore.

Per produzione additivaNella letteratura pubblicata e nella pratica industriale appaiono due percorsi principali:

• L-PBF (fusione laser a letto di polvere): Raggiungibile con un attento controllo della densità di energia, della strategia di scansione, del preriscaldamento e del post-HIP. È necessario prestare attenzione alla suscettibilità alle cricche a caldo e alla conservazione dei γ fini. Spesso è necessario un invecchiamento post-HIP e su misura.

• EBM (electron beam melting): Funziona per alcune superleghe di nichel; temperature di costruzione più elevate possono ridurre lo stress residuo e le cricche. Continua la ricerca sulle finestre di parametri che preservano γ′ ed evitano le fasi topologicamente vicine (TCP).

Osservazioni generali dagli studi AM/P/M:

• L'HIP riduce la porosità e migliora le prestazioni a fatica.

• I trattamenti di invecchiamento devono essere messi a punto per evitare la crescita eccessiva di γ′ e la formazione indesiderata di TCP durante le lunghe esposizioni termiche.

Lavorazione, saldatura e post-lavorazione

• Lavorazione: UDIMET 720 lavora in modo moderato o difficile; gli utensili in metallo duro e i parametri di taglio conservativi migliorano la durata dell'utensile. Usare setup rigidi e fare passate leggere in profondità sulle superfici finite. Le raccomandazioni del produttore per gli utensili e le schede tecniche di lavorazione forniscono le velocità di taglio e le qualità degli utensili.

• Saldatura e riparazione: La saldatura di leghe ad alto contenuto di γ richiede metalli d'apporto qualificati e trattamenti termici pre/post-saldatura. Le riparazioni di parti AM utilizzano comunemente il TIG o la placcatura laser con una chimica d'apporto compatibile, seguita da cicli di soluzione e invecchiamento post-saldatura.

• Post-elaborazione: HIP, trattamento con soluzioni, invecchiamento e cicli di distensione sono comuni. Per i componenti AM, si raccomanda la lavorazione secondo le tolleranze finali, la finitura superficiale e l'ispezione non distruttiva (TC, dye penetrant, eddy current).

Applicazioni tipiche

Le polveri UDIMET 720 e i componenti PM/AM sono utilizzati in settori ad alta temperatura dove è importante un elevato rapporto resistenza/peso:

• Dischi per turbine e dischi per compressori per turbine a gas aeronautiche e industriali.

• Alberi rotanti ad alta velocità e parti strutturali di motori aeronautici e spaziali.

• Componenti strutturali a caldo nella generazione di energia e nell'industria pesante.

• Componenti che richiedono una tolleranza ai difetti combinata con una resistenza a temperature elevate (dopo HIP e un adeguato trattamento termico).

Note comparative

• Contro IN718: UDIMET 720 offre in genere una maggiore resistenza alle alte temperature grazie alla maggiore frazione di volume γ′. L'IN718 ha una saldabilità più facile e finestre di parametri AM più ampie, ma una resistenza inferiore alle alte temperature.

• UDIMET 720 vs. UDIMET 720Li: Le varianti 720Li mettono a punto la chimica e il trattamento termico per ottimizzare le proprietà per un servizio specifico del rotore/disco; controllare le schede tecniche delle varianti Li e confrontare le finestre di fatica, scorrimento e processo.

Approvvigionamento, certificazioni e offerta MWAlloys

Con questi impegni, MWAlloys si posiziona per gli acquisti di OEM e MRO:

• 100% prezzo di fabbrica garantito: fornitura diretta dai nostri partner di produzione cinesi, eliminando i ricarichi dei rivenditori.

• Disponibilità in magazzino: UDIMET 720 PSD sferici standard in stock per una rapida spedizione; setacciatura personalizzata o lotti dedicati forniti su richiesta.

• Controllo di qualità: CoA completo, tracciabilità dei lotti, analisi di ossigeno/azoto/idrogeno, rapporti sulla morfologia delle particelle e supporto per test di terze parti.

• Imballaggio e logistica: Imballaggio sigillato con gas inerte o sottovuoto per una lunga durata di conservazione; possibilità di spedizione espressa via mare/aerea.

Tipica lista di controllo per gli acquisti da includere nell'OP:

• Nome della lega e UNS (UDIMET 720 / N07720)

• Specifica PSD (ad esempio, 15-45 µm)

• Requisito di frazione sferica (%) e satelliti massimi

• Limiti chimici e requisiti della CoA

• Limiti massimi di ossigeno e azoto

• Istruzioni necessarie per l'imballaggio e la durata di conservazione

Contattate le vendite di MWAlloys per un'offerta rapida, pacchetti di campioni o tagliandi di prova meccanici per le prove di qualificazione.

Considerazioni ambientali, sanitarie e di manipolazione

• Maneggiare la polvere UDIMET 720 utilizzando le pratiche di sicurezza standard per le polveri metalliche: controllo delle polveri, protezione delle vie respiratorie, apparecchiature con messa a terra per evitare le cariche elettrostatiche e aree classificate per le polveri combustibili.

• Conservare in contenitori sigillati, in condizioni asciutte e a bassa ossigenazione, se si tratta di un periodo prolungato.

• Seguire le normative locali per lo smaltimento e il riciclaggio dei rifiuti di polvere metallica. Per le spedizioni da nave a nave o per via aerea, verificare la conformità alla classificazione hazmat per le polveri metalliche.

Tabella delle specifiche compatte

Domande frequenti

1. Che cosa contiene UDIMET 720 in polvere?
   Si tratta di una superlega a base di nichel con un elevato contenuto di Ti e Al per la precipitazione γ′, oltre a Cr, Co, Mo e W per la resistenza della matrice. Gli intervalli tipici sono riportati nella tabella di composizione sopra riportata.

2. UDIMET 720 può essere utilizzato nella fusione laser a letto di polvere (L-PBF)?
   Sì, ma richiede un'attenta ottimizzazione dei parametri, del preriscaldamento e dell'invecchiamento post-HIP + per controllare le cricche e raggiungere le proprietà desiderate. I lavori pubblicati mostrano il successo in finestre di parametri sintonizzati.

3. Quale PSD devo ordinare per AM?
   La PSD L-PBF standard è di 15-45 µm. Per i percorsi DED o non-PBF, sono comuni intervalli più ampi. Specificare i requisiti di morfologia e PSD stretti nell'OP.

4. Come viene testata la qualità della polvere UDIMET 720?
   Test tipici: analisi chimica (ICP/OES), analisi dei gas ossigeno/azoto/idrogeno, PSD (diffrazione laser), imaging morfologico, densità di rubinetto, flusso di Hall e tracciabilità CoA.

5. UDIMET 720 è saldabile?
   La saldatura richiede la qualificazione del processo e metalli d'apporto adatti. Il trattamento termico post-saldatura è in genere necessario per recuperare le proprietà.

6. Quali temperature può sopportare UDIMET 720?
   Utilizzabile fino a ~980°C (1.800°F) per brevi esposizioni. Le prestazioni di creep a lungo termine dipendono dal carico, dalla microstruttura e dalla temperatura di servizio.

7. In che modo l'HIP influisce su UDIMET 720 lavorato in polvere?
   L'HIP riduce la porosità, migliora la resistenza alla fatica e produce una densità prossima a quella di una volta. L'HIP più il trattamento termico personalizzato offre il miglior equilibrio meccanico.

8. MWAlloys può fornire tagliandi di prova e supporto alla qualificazione?
   Sì. MWAlloys può fornire polvere campione, coupon stampati, CoA e assistenza per i test di terze parti o la documentazione di ispezione.

9. Quali sono gli imballaggi e i tempi di consegna offerti da MWAlloys?
   Imballaggio standard sotto vuoto o con gas inerte. Gli articoli in stock vengono spediti rapidamente; i lotti personalizzati richiedono tempi di consegna. Contattare le vendite per conoscere lo stato attuale delle scorte e le opzioni di trasporto aereo/marittimo.

10. Come prevenire la contaminazione della polvere durante lo stoccaggio?
    Mantenere le polveri sigillate, conservarle in un'area asciutta e controllata, evitare la contaminazione incrociata con altre polveri e rispettare la durata di conservazione raccomandata o la riqualificazione in caso di stoccaggio a lungo termine.

Riferimento autorevole

• UDIMET® lega 720 - Metalli speciali scheda tecnica (PDF)
• Scheda tecnica di ATI 720™ (PDF)
• Sviluppo di PM UDIMET 720 a prestazioni migliorate - TMS Superalloys Proceedings (articolo)
• Superlega UDIMET 720 - Panoramica tecnica AZoM