Ленты стальные ЭИ100: жаропрочный сплав для высокотемпературных узлов
Ленты стальные ЭИ100 — это холоднокатаный прокат из жаропрочного сплава на никелевой основе системы Ni–Cr–W–Mo–Al–Ti, выплавляемого по ГОСТ 5632 и поставляемого в виде тонких полос толщиной от 0,05 до 2,0 мм. Сплав ЭИ100 (ХН70ВМТЮ) относится к дисперсионно-твердеющим материалам и сохраняет работоспособность при длительном нагреве до 750–800 C, что определяет его применение в деталях газотурбинных установок, камер сгорания и теплообменной аппаратуры.
Ключевая особенность лент ЭИ100 — сочетание высокой жаропрочности с технологичностью при штамповке и гибке в холодном состоянии. Прокат поставляется в мягком (термообработанном) состоянии с последующим упрочнением при старении. Именно ленточное исполнение позволяет изготавливать тонкостенные сотовые уплотнения, жаровые трубы, экраны и мембранные элементы, где требуется минимальная масса при сохранении прочности при рабочих температурах.
Химический состав и механические свойства
Сплав легирован вольфрамом и молибденом для повышения жаропрочности, алюминием и титаном — для образования упрочняющей -фазы Ni(Al, Ti). Содержание углерода ограничено, что снижает склонность к охрупчиванию при длительной эксплуатации.
- Никель — основа, 55–60 %
- Хром — 18–22 %, обеспечивает жаростойкость
- Вольфрам — 4,5–6,5 %, повышает жаропрочность
- Молибден — 2,5–4,0 %, упрочняет твёрдый раствор
- Алюминий и титан — суммарно 2,5–4,5 %, формируют -фазу
- Углерод — не более 0,08 %
После закалки и старения лента ЭИ100 демонстрирует предел прочности 1100–1300 МПа и предел длительной прочности при 700 C на уровне 250–300 МПа за 1000 часов. Пластичность в мягком состоянии достаточна для гибки по радиусу, равному 1–2 толщинам полосы.
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Толщина ленты | 0,05–2,0 | холодная прокатка | мм | ГОСТ 4986 |
| Предел прочности | 1100–1300 | после старения | МПа | ГОСТ 1497 |
| Предел длительной прочности | 250–300 | 700 C, 1000 ч | МПа | ГОСТ 10145 |
| Относительное удлинение | 18–25 | мягкое состояние | % | ГОСТ 1497 |
| Рабочая температура | до 800 | длительная эксплуатация | C | — |
| Плотность | 8,2–8,4 | 20 C | г/см | — |
Технологические особенности проката
Ленты ЭИ100 производят методом холодной прокатки с промежуточными отжигами в защитной атмосфере. Финальная термообработка — закалка с 1050–1080 C в воду или на воздухе с последующим старением при 750–800 C в течение 8–16 часов. Такая схема обеспечивает равномерное распределение упрочняющей фазы и стабильность свойств по длине полосы.
При штамповке и вырубке деталей лента должна находиться в мягком состоянии; окончательное упрочнение проводят после формообразования. Сварка выполняется аргонодуговым способом с последующей термообработкой зоны соединения для восстановления жаропрочности.
Области применения
- Жаровые трубы и экраны камер сгорания газотурбинных двигателей
- Сотовые и лабиринтные уплотнения турбин авиационных и энергетических ГТУ
- Теплообменники высокотемпературных установок нефтехимии и металлургии
- Мембраны и сильфоны датчиков давления в зонах нагрева до 750 C
- Крепёжные элементы и пружины, работающие в печах отжига и обжига
- Элементы выхлопных систем форсажных камер и реактивных сопел
Вопросы и ответы
Чем лента ЭИ100 отличается от ленты ЭИ437Б?
ЭИ100 содержит вольфрам и молибден в большем количестве, что повышает жаропрочность при 700–800 C. ЭИ437Б (ХН77ТЮР) уступает по длительной прочности в этом диапазоне, но технологичнее при сварке.
В каком состоянии поставляется лента ЭИ100?
Прокат поставляется в мягком (термообработанном) состоянии, пригодном для холодной гибки и штамповки. Упрочнение достигается старением после формообразования детали.
Какова максимальная рабочая температура ленты ЭИ100?
Длительная эксплуатация возможна до 750–800 C. Кратковременный нагрев до 900 C допустим без необратимой потери свойств, но сопровождается интенсивным окислением.
Требуется ли термообработка после сварки ленты ЭИ100?
Да. Зона сварного соединения теряет жаропрочность из-за растворения -фазы. Рекомендуется закалка с 1050–1080 C и последующее старение при 750–800 C.
