Металлические отливки ХН60ВТ в Минске

Металлические отливки из сплава ХН60ВТ: жаропрочный никелевый литой полуфабрикат

Металлические отливки ХН60ВТ — это фасонные и слитковые изделия из жаропрочного никель-хромового сплава системы Ni–Cr–W–Ti, получаемые литьём по выплавляемым моделям, в кокиль или методом вакуумно-дугового переплава с последующей заливкой. Сплав ХН60ВТ (по ГОСТ 5632, близкий аналог по химическому составу — ЭИ868) относится к дисперсионно-твердеющим жаропрочным никелевым сплавам, сохраняющим работоспособность при длительной эксплуатации в интервале 700–1000 C. Именно литая структура обеспечивает формирование крупнозернистой матрицы с эвтектическими карбидами и упрочняющей -фазой на основе Ni(Ti, Al), что определяет уровень длительной прочности отливок.

Химический состав и структурообразование литого сплава

Химический состав сплава ХН60ВТ регламентируется ГОСТ 5632 и ТУ на конкретные отливки. Основу составляет никель — 55–62 %, хром — 23–26 %, вольфрам — 13–16 %, титан — 0,3–0,7 %. Вольфрам вводится как тугоплавкий упрочнитель, повышающий температуру рекристаллизации и сопротивление ползучести. Титан формирует дисперсные частицы -фазы при старении. Литые заготовки отличаются от деформированных аналогов наличием дендритной ликвации, эвтектических выделений карбидов типа MeC и MeC по границам зёрен.

Термическая обработка литых отливок включает гомогенизацию при 1150–1180 C и последующее старение при 800–850 C. Гомогенизация снижает дендритную ликвацию вольфрама и хрома, а старение выделяет упрочняющую -фазу. После полного цикла термообработки твёрдость составляет 220–280 HB, предел длительной прочности при 900 C за 100 ч — не менее 60–80 МПа.

Технологические параметры литья

Литьё ХН60ВТ ведут в вакуумных индукционных печах при остаточном давлении 10–10 мм рт. ст., что предотвращает окисление титана и вольфрама. Температура заливки — 1450–1520 C, температура формы — 900–1000 C. Для ответственных отливок применяют направленную кристаллизацию, обеспечивающую столбчатую структуру с осевой ориентацией зёрен вдоль вектора главных напряжений.

Номенклатура литых изделий

• Лопатки турбин и сопловые аппараты ГТД и ГТУ
• Корпуса камер сгорания, жаровые трубы, переходные секции
• Арматура высокотемпературных печей: ролики, подовые балки, муфели
• Детали установок пиролиза и крекинга нефтехимического оборудования
• Слитки и электроды для последующего вакуумно-дугового переплава
• Фасонные отливки запорной арматуры для агрессивных сред при 800–950 C

Области применения

Отливки ХН60ВТ востребованы в газотурбинных установках энергетического и газоперекачивающего назначения, где рабочие температуры продуктов сгорания достигают 900–1000 C. В металлургии из них изготавливают ролики печей отжига, глиссажные трубы, детали обжиговых машин. В нефтехимии — элементы реакторов риформинга и трубчатых печей. В авиадвигателестроении — сопловые лопатки и детали форсажных камер.

Эксплуатационные ограничения связаны с чувствительностью к термическим ударам и сульфидной коррозии при наличии сернистых соединений в продуктах сгорания. Для сред с высоким содержанием серы применяют защитные покрытия или переходят на сплавы с повышенным содержанием хрома.

Контроль качества отливок

Отливки подвергают рентгенографическому контролю по ГОСТ 7512, ультразвуковой дефектоскопии, люминесцентной дефектоскопии поверхностных слоёв. Химический состав подтверждают спектральным анализом каждой плавки. Механические свойства определяют на приливных образцах-свидетелях, прошедших термообработку совместно с отливкой.

Вопросы и ответы