Горячекатаный круглый пруток ВКС1 в Минске

Горячекатаный круглый пруток ВКС1: жаропрочный сплав для деталей ГТД

Горячекатаный круглый пруток ВКС1 — полуфабрикат из жаропрочного никелевого сплава системы Ni–Cr–W–Mo–Al–Ti, получаемый горячей прокаткой на сортовых станах. Сплав ВКС1 относится к классу литейно-деформируемых жаропрочных материалов и применяется преимущественно для изготовления деталей горячего тракта газотурбинных двигателей (ГТД), работающих при температурах до 750–800 C. Горячекатаный пруток поставляется в термообработанном состоянии с нормированным комплексом механических свойств.

Сортамент и технические характеристики

Пруток ВКС1 выпускается диаметром от 12 до 120 мм в зависимости от производителя. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины для диаметров до 40 мм и 1,0 % — для более крупных сечений. Предельные отклонения по диаметру соответствуют группе точности B по ГОСТ 2590. Длина прутков — от 1,5 до 6,0 м, возможна поставка мерных длин по согласованию.

Химический состав и структура

Сплав ВКС1 содержит никель в качестве основы (не менее 55 %), хром — 12–16 %, вольфрам — 4–6 %, молибден — 3–5 %, алюминий — 2,5–3,5 %, титан — 1,5–2,5 %. Такое легирование обеспечивает формирование упрочняющей -фазы на основе Ni(Al, Ti), которая сохраняет когерентность с матрицей при высоких температурах. Горячекатаный пруток после деформации подвергается гомогенизирующему отжигу при 1150–1180 C и последующему старению при 750–800 C.

Микроструктура прутка — поликристаллическая с размером зерна 20–60 мкм. Наличие вольфрама и молибдена повышает температуру рекристаллизации и замедляет диффузионные процессы, что критично для деталей, работающих в условиях термоциклирования.

Области применения

• Рабочие и сопловые лопатки турбин авиационных ГТД, включая двигатели наземного базирования.
• Диски и кольца компрессоров высокого давления, работающие при 600–750 C.
• Крепёжные элементы горячего тракта: шпильки, болты, штифты газотурбинных установок.
• Детали камер сгорания и переходных секций энергетических ГТУ.
• Заготовки для последующей механической обработки на станках с ЧПУ и электроэрозионной резки.

Технологические особенности обработки

Горячекатаный пруток ВКС1 обладает ограниченной технологической пластичностью при холодной обработке. Механическая обработка резанием выполняется твердосплавным инструментом с износостойкими покрытиями на скоростях 15–30 м/мин. Сварка сплава затруднена из-за склонности к образованию горячих трещин; при необходимости соединения применяют электронно-лучевую сварку в вакууме.

Термическая обработка прутка перед механической обработкой включает аустенизацию при 1080–1120 C с охлаждением на воздухе и старение при 760 C в течение 8–16 ч. Режимы старения подбираются в зависимости от требуемого сочетания прочности и пластичности.

Вопросы и ответы