Металлические отливки ХН55МВЮ в Минске

Металлические отливки из сплава ХН55МВЮ: жаропрочный никелевый литой сплав для газотурбинных узлов

ХН55МВЮ — жаропрочный никелевый сплав системы Ni–Cr–Mo–W–Al, применяемый преимущественно в литом состоянии для изготовления деталей, работающих при температурах до 900–950 C в окислительных и газовых средах. Металлические отливки из ХН55МВЮ получают литьём по выплавляемым моделям, что обеспечивает воспроизводимость геометрии лопаток, сопловых аппаратов, жаровых труб и корпусных элементов без последующей механической обработки сложных поверхностей.

Сплав относится к дисперсионно-твердеющим: упрочнение достигается выделением интерметаллидной -фазы на основе NiAl при термической обработке. Литая структура характеризуется дендритной направленностью, наличием карбидной эвтектики по границам зёрен и повышенной склонностью к ликвации тугоплавких элементов — вольфрама и молибдена. Именно литьё позволяет реализовать химический состав ХН55МВЮ, который ограниченно деформируется при горячей обработке давлением.

Химический состав и механические свойства

Основу составляет никель — 55–60 %; хром вводится в пределах 14–16 % для жаростойкости, молибден 4–6 % и вольфрам 4–6 % обеспечивают твёрдорастворное упрочнение, алюминий 2,5–3,5 % формирует -фазу. Суммарное содержание упрочняющих элементов определяет высокое сопротивление ползучести в интервале 700–900 C.

Технологические особенности литья

Заливка выполняется в вакуумных индукционных печах при остаточном давлении 1–10 Па, что предотвращает окисление алюминия и вольфрама. Температура заливки поддерживается в диапазоне 1450–1520 C в зависимости от толщины стенки отливки. Для тонкостенных лопаток с толщиной пера 1,5–3 мм применяют подогрев керамической формы до 900–1000 C, что снижает градиент температур и предотвращает образование горячих трещин.

Термообработка литых заготовок включает гомогенизацию при 1180–1220 C в течение 4–8 ч и последующее старение при 850–900 C. Гомогенизация уменьшает дендритную ликвацию, а старение выделяет -фазу дисперсностью 0,1–0,5 мкм. После термообработки твёрдость составляет 280–340 HB.

Области применения отливок

• Лопатки и сопловые аппараты турбин авиационных двигателей и стационарных ГТУ.
• Жаровые трубы и переходные секции камер сгорания газотурбинных установок.
• Детали выхлопных систем энергетических агрегатов, работающих на природном газе.
• Арматура высокотемпературных печей и установок пиролиза в нефтехимии.
• Элементы крепления и экраны в зонах радиационного нагрева металлургических агрегатов.

Контроль качества отливок

Отливки подвергают рентгенографическому контролю по ГОСТ 7512 для выявления усадочной пористости и неспаев. Люминесцентная дефектоскопия применяется для поверхностных трещин на кромках лопаток. Химический состав подтверждается спектральным анализом каждой плавки, а механические свойства — испытаниями образцов, вырезанных из припусков или отлитых отдельно.

Вопросы и ответы