Rene 41 (tambien UNS N07041, W.Nr. 2.4665, GH4141 / GH141, NiCr15Co10MoTiAl) es una superaleacion de niquel-cromo-cobalto endurecible por precipitacion de fase gamma prima (Ni3(Al,Ti)) y carburos MC en bordes de grano. Disenada para servicio continuo entre 650 y 980 C, es una de las aleaciones en chapa con mayor resistencia mecanica en este intervalo. En SHUNFU METAL fabricamos esta aleacion mediante fusion al vacio (VIM) y refundicion por electroescoria (ESR), con analisis OES por colada bajo el sistema de calidad ISO 9001 y los estandares del programa API Q1. Su combinacion de Co (~11%), Mo (~10%) y Ti (~3.3%) la diferencia de otras aleaciones Ni-Cr, proporcionando endurecimiento por solucion solida y volumen optimo de gamma prima para maximizar la resistencia en caliente. Se suministra conforme a AMS 5545, AMS 5712, AMS 5713, AMS 5800 y ASTM B637.
Aplicaciones de Rene 41 (GH4141)
Postcombustion de Motores a Reaccion
Sellos de tobera (nozzle seals), aletas (flaps), revestimientos internos, estabilizadores de llama y anillos de par en sistemas de postcombustion hasta 870 C. SHUNFU METAL suministra chapa de 0.5-4.0 mm con control de grano fino por colada para conformado de alta precision.
Discos y Alabes de Turbina
Discos de turbina de alta presion, alabes directores, ruedas de rotor, espaciadores, carcasas de turbina y anillos de soporte para motores aeronauticos. SHUNFU METAL suministra forjas de disco y barra segun AMS 5712/5713 con ensayos ultrasonicos y de grano ASTM.
Propulsion de Cohetes
Rotor de turbobomba, faldones de tobera, anillos de soporte estructural y componentes del sistema de expulsion para motores cohete de combustible liquido. Resistencia a ciclos termicos rapidos y fatiga por vibracion verificada por lote SHUNFU.
Fijaciones y Muelles de Alta Temperatura
Pernos, espárragos, tornillos, remaches y muelles de compression para servicio en zona caliente de motores. SHUNFU METAL suministra alambron de 0.5-8 mm y barra de 8-100 mm en estado solubilizado, apto para estirado en frio de muelles.
Componentes Estructurales de Camara de Combustion
Revestimiento interior delantero y trasero de camara de combustion, anillos de soporte de turbina de alta presion, aros de fijacion y sellado, y bridas de montaje posterior. SHUNFU METAL verifica la conformabilidad por embuticion y repujado en cada colada.
Turbinas de Gas Industriales y Utillajes
Cucharas y alabes de primera/segunda etapa en turbinas de gas terrestres, utillajes de tratamiento termico, matrices de forja en caliente y accesorios de soldadura fuerte en vacio con resistencia a ciclos termicos repetitivos.
Suministro de Rene 41 por SHUNFU METAL
Chapa, Fleje y Cinta (AMS 5545)
Chapa laminada en frio: espesor 0.5 mm – 4.0 mm. Chapa laminada en caliente: 4.0 mm – 50 mm. Ancho hasta 1000 mm. Cinta: 0.05 mm – 2.0 mm. Estado: solubilizado (1065-1080 C, temple al aire). Acabado superficial brillante o decapado. SHUNFU METAL controla el tamano de grano ASTM 5-8 y la textura cristalografica para conformabilidad optima. Ensayos Erichsen y de plegado por lote bajo ISO 9001.
Barra Redonda, Cuadrada y Hexagonal (AMS 5712/5713)
Laminado en caliente: diametro 8 mm – 100 mm. Forjado (ODF): diametro 100 mm – 350 mm. Longitud: 1000-6000 mm. Estado: solubilizado y desbastado (RT), o forja negra. Forja con inicio a 1100-1180 C y final no inferior a 1060 C. Inspeccion ultrasonica UT A/SAE AMS-STD-2154 Clase AA disponible. dureza suministro ≤363 HB.
Forjas Libres, Anillos y Discos
Discos de turbina forjados, anillos sin soldadura (SRR), ejes forjados y piezas de forma cercana a la final por plano. Peso maximo unitario: 5000 kg. SHUNFU METAL aplica homogeneizacion previa a forja (1160-1180 C) para eliminar segregacion de lingote VIM+ESR. Corte por chorro de agua y mecanizado CNC disponibles.
Alambron, Hilo de Soldadura y Tubo
Alambron estirado en frio: diametro 0.5 mm – 8.0 mm (muelles y fijaciones). Hilo de soldadura: ERNiCrCoMo-1 (AMS 5800 / AWS A5.14 ERNiCrCoMo-1). Hilo de aportacion HGH4141 disponible. Tubo sin costura: OD 10 mm – 150 mm, pared 1-20 mm. Corte a medida, marcaje laser y certificados EN 10204 3.1 por lote. La soldabilidad requiere pre-tratamiento de sobreenvejecimiento o control de velocidad de enfriamiento para suprimir el agrietamiento por deformacion-envejecimiento (SAC).
Composicion Quimica de Rene 41 (AMS 5545 / GB/T 14992)
| Elemento | % Min. | % Max. | Funcion en la aleacion |
|---|---|---|---|
| Niquel (Ni) | Bal. | ~50-57 | Matriz austenitica FCC; base del sistema de endurecimiento gamma prima |
| Cromo (Cr) | 18.0 | 20.0 | Resistencia a oxidacion en caliente; forma capa protectora de Cr2O3 continua hasta 980 C |
| Cobalto (Co) | 10.0 | 12.0 | Eleva la temperatura de solvus de gamma prima; estabiliza termicamente los precipitados Ni3(Al,Ti) |
| Molibdeno (Mo) | 9.0 | 10.50 | Endurecimiento por solucion solida de atomo pesado; frena el deslizamiento de dislocaciones a alta temperatura |
| Titanio (Ti) | 3.0 | 3.50 | Formador principal de gamma prima (Ni3Ti); alto contenido Ti (~3.3%) genera fraccion volumetrica de γ’ >40% |
| Aluminio (Al) | 1.40 | 1.80 | Co-formador de gamma prima (Ni3Al); mejora estabilidad termica y resistencia a la oxidacion del precipitado |
| Hierro (Fe) | – | 5.0 | Residual; SHUNFU METAL controla tipicamente <2.0% para maximizar estabilidad de fase de la matriz Ni-Cr-Co |
| Carbono (C) | 0.06 | 0.12 | Forma carburos MC primarios y M23C6 en bordes de grano; anclaje contra deslizamiento intergranular |
| Boro (B) | 0.003 | 0.010 | Segrega a bordes de grano; retarda nucleacion de cavidades de creep y suprime fractura intergranular |
| Circonio (Zr) | – | 0.07 | Refuerza bordes de grano junto con B; mejora ductilidad en fluencia lenta de larga duracion |
| Mn / Si / Cu | – | 0.50 / 0.50 / 0.50 | Residuales controlados |
| P / S | – | 0.015 / 0.015 | Impurezas reducidas a niveles de grado aeroespacial en cada fusion VIM+ESR de SHUNFU |
Analisis OES por colada en cada fusion VIM+ESR; certificados EN 10204 3.1 con numero de colada unico trazable. Para aplicaciones aeroespaciales, SHUNFU METAL admite adicion opcional de ω(Mg)<0.05% y ω(La)<0.035% segun GJB 2456 y 辽新 7-0073, mejorando la mojabilidad en la fusion VIM y refinando la distribucion de carburos. Composicion quimica y pureza verificadas en cada colada bajo ISO 9001:2015 y API Q1.
Propiedades Mecanicas de Rene 41 (GH4141)
Tratamiento termico — Dos regimenes de aplicacion: (1) Alta resistencia: solubilizacion 1065-1080 C / 1-4 h → temple al aire → envejecimiento 760 C / 16 h al aire. (2) Alta estabilidad termica: solubilizacion 1175-1180 C / 0.5-4 h → temple al aire → envejecimiento 900 C / 4 h al aire. La seleccion del regimen depende de si se prioriza la resistencia maxima a traccion (Regimen 1) o la resistencia a fluencia lenta de larga duracion (Regimen 2). SHUNFU METAL registra y certifica las curvas de tiempo-temperatura de cada hornada.
| Propiedad | Valor | Condicion / Notas |
|---|---|---|
| Rm a temperatura ambiente (barra, envejecida Reg. 1) | ≥ 1175 MPa | AMS 5712 — requisito minimo; valor tipico 1310-1520 MPa (190-220 ksi) |
| Rp0.2 a temperatura ambiente (barra, envejecida Reg. 1) | ≥ 880 MPa | AMS 5712 — requisito minimo; valor tipico 1030-1240 MPa (150-180 ksi) |
| Alargamiento A5 (barra, envejecida Reg. 1) | ≥ 12% | AMS 5712 — valor tipico 15-20% en barras de diametro <100 mm |
| Rm a 800 C (barra) | ≥ 735 MPa | GB/T 14992 — resistencia en caliente a temperatura operativa tipica |
| Rp0.2 a 800 C (barra) | ≥ 635 MPa | GB/T 14992 — limite elastico conservado superior al 70% del valor a T ambiente |
| A5 a 800 C (barra) | ≥ 15% | GB/T 14992 — ductilidad significativa incluso a alta temperatura |
| Rm a 870 C (valor tipico) | 620-690 MPa | Datos industriales — regimen de envejecimiento Reg. 1 (1080 C + 760 C/16 h) |
| Rp0.2 a 870 C (valor tipico) | 480-550 MPa | Limite elastico a temperatura limite superior de servicio continuo |
| Ruputra por fluencia lenta 870 C / 100 h | ~170 MPa | Resistencia a rotura por creep en Reg. 1; Reg. 2 (1180 C) ofrece valores superiores para larga duracion |
| Dureza (suministro, solubilizado) | ≤ 363 HB | GB/T 14992 — estado de suministro; tras envejecimiento 36-42 HRC en Reg. 1 |
Propiedades de chapa (AMS 5545, suministro solubilizado): Rm ≤1170 MPa | Rp0.2 ≤690 MPa | A5 ≤30% — ductilidad maxima para conformado.
Propiedades de fijaciones (GB/T 14992, envejecida): Rm ≥1070 MPa (20 C y 760 C) | A5 ≥8%.
Anillos y discos (envejecida): Rm ≥835 MPa | Rp0.2 ≥620 MPa | A5 ≥12%.
Propiedades fisicas: Densidad 8.27 g/cm3 | Punto de fusion 1316-1371 C | Modulo elastico 218 GPa (20 C) | No magnetico (μ<1.002 a 20 C, 300 Oe) | Coeficiente de dilatacion termica 10.54 x 10-6/K (20-100 C) → 15.91 x 10-6/K (20-900 C) | Conductividad termica 8.37 W/(m-K) a 100 C → 25.96 W/(m-K) a 900 C.
Conformabilidad en frio: En estado solubilizado, Rene 41 admite embuticion, repujado por rotacion y estampacion en frio. El retorno elastico (springback) es significativo debido a la alta resistencia—los utillajes deben compensarlo. SHUNFU METAL recomienda tratamientos de recocido intermedio entre etapas de conformado severo.
Soldabilidad y agrietamiento SAC: Rene 41 es sensible al agrietamiento por deformacion-envejecimiento (Strain-Age Cracking, SAC) durante la soldadura y el tratamiento termico posterior. Para soldaduras complejas o de responsabilidad, SHUNFU METAL recomienda sobreenvejecimiento previo o control de la velocidad de enfriamiento tras solubilizacion para reducir la tension residual antes de soldar. Se solda satisfactoriamente con TIG (polaridad directa DC, con refuerzo de cobre como disipador termico), haz de electrones (EBW) y soldadura por resistencia. El material de aportacion recomendado es ERNiCrCoMo-1 segun AMS 5800 / AWS A5.14. Tras la soldadura, las piezas deben someterse al ciclo completo de solubilizacion + envejecimiento para restaurar las propiedades mecanicas.
