Металлические отливки ХН65ВМТЮ в Минске


Металлические отливки из сплава ХН65ВМТЮ: жаропрочное литьё для газотурбинных узлов

Металлические отливки ХН65ВМТЮ — это фасонные изделия из никелевого жаропрочного сплава системы Ni–Cr–W–Mo–Ti–Al, получаемые литьём по выплавляемым моделям. Сплав относится к классу дисперсионно-твердеющих деформируемых жаропрочных материалов и одновременно применяется для литых деталей, работающих при температуре до 750–800 C. Химический состав регламентируется ГОСТ 5632 и ТУ металлургических заводов; базовые легирующие элементы — хром 15–17 %, вольфрам 4,5–5,5 %, молибден 3,5–4,5 %, титан 1,1–1,6 %, алюминий 1,3–1,8 %. Упрочнение достигается выделением -фазы Ni(Al, Ti) при старении.

Технологические особенности литья

Отливки ХН65ВМТЮ формируют методом литья по выплавляемым моделям с последующей термической обработкой: гомогенизацией при 1180–1200 C, закалкой в воздухе или на воздушном потоке и двухступенчатым старением при 850 C и 750 C. Литейные свойства сплава ограничены узким интервалом кристаллизации, поэтому применяют направленную кристаллизацию или равноосное литьё в керамические формы с предварительным подогревом до 900–1000 C. Усадка составляет 1,8–2,2 %, что учитывается при проектировании литниково-питающих систем.

Ключевые параметры литых заготовок:

  • предел длительной прочности при 700 C за 1000 ч — не менее 280 МПа;
  • предел текучести при 20 C — 700–780 МПа;
  • относительное удлинение при растяжении — 8–12 %;
  • жаропрочность при 800 C — до 150 МПа (100 ч);
  • плотность — 8,3–8,5 г/см;
  • рабочий интервал температур — от –60 C до +800 C.

Номенклатура и типоразмеры отливок

Литейные цеха поставляют отливки ХН65ВМТЮ массой от 0,05 до 40 кг с толщиной стенки 2–25 мм. Типовые позиции:

  • лопатки турбин и сопловые аппараты ГТД;
  • корпуса камер сгорания и жаровые трубы;
  • детали арматуры высокого давления (затворы, седла);
  • элементы крепления выхлопных систем энергоустановок;
  • заготовки под механическую обработку для нефтегазового оборудования.

Сравнение с близкими сплавами

СплавРабочая температура, CПредел текучести при 20 C, МПаПлотность, г/смОсновное применение
ХН65ВМТЮдо 800700–7808,3–8,5лопатки ГТД, арматура
ХН62МВКЮдо 750650–7208,4–8,6камеры сгорания
ХН77ТЮРдо 700620–7008,2–8,4диски, крепёж
ЖС6Удо 1000800–9008,5–8,7рабочие лопатки ГТД

Контроль качества и дефектоскопия

Отливки ХН65ВМТЮ подвергают рентгенографическому контролю по ГОСТ 7512, ультразвуковой дефектоскопии и люминесцентной капиллярной проверке. Допуски на размеры назначают по ГОСТ 26645 (класс точности 5–7). Химический состав подтверждают спектральным анализом, механические свойства — испытаниями на растяжение при 20 C и 700 C. Твёрдость после старения — 280–340 HB.

Области применения

Литьё из ХН65ВМТЮ востребовано в газотурбинных установках энергетических и газоперекачивающих станций, авиационных двигателях, химических реакторах высокого давления и арматуре паропроводов. Детали работают в условиях сульфидно-хлоридной коррозии, знакопеременных термических нагрузок и эрозионного воздействия продуктов сгорания.

Вопросы и ответы

Какая максимальная рабочая температура отливок ХН65ВМТЮ?

Длительная эксплуатация возможна до 750–800 C. При 800 C предел длительной прочности за 100 ч составляет около 150 МПа.

Каким методом получают отливки ХН65ВМТЮ?

Основной способ — литьё по выплавляемым моделям в керамические формы с подогревом 900–1000 C. Для ответственных лопаток применяют направленную кристаллизацию.

Проводится ли термообработка после литья?

Да. Обязательны гомогенизация при 1180–1200 C, закалка и двухступенчатое старение при 850 C и 750 C для выделения упрочняющей -фазы.

Какие дефекты контролируются в отливках?

Рентгенография по ГОСТ 7512 выявляет газовые и усадочные раковины, УЗК — внутренние несплошности, капиллярная дефектоскопия — поверхностные трещины.