Металлические отливки ХН70ВМТЮФ в Минске

Металлические отливки ХН70ВМТЮФ — жаропрочный литой сплав на никелевой основе

Металлические отливки ХН70ВМТЮФ — это фасонные заготовки, получаемые литьём из жаропрочного никелевого сплава, легированного вольфрамом, молибденом, титаном, алюминием и ванадием. Материал относится к классу деформируемых и литейных сплавов на никель-хромовой основе, предназначенных для длительной эксплуатации при температурах до 850–950 C. Отливки ХН70ВМТЮФ сочетают высокую жаропрочность с удовлетворительной технологичностью при изготовлении фасонных деталей сложной конфигурации.

Химический состав и структура

Сплав ХН70ВМТЮФ легирован по принципу твёрдорастворного и интерметаллидного упрочнения. Основу составляет никель (баланс), хром — 13–16 %, вольфрам — 5–7 %, молибден — 2–4 %, титан — 1,8–2,7 %, алюминий — 1,3–2,0 %, ванадий — 0,2–0,5 %. Упрочняющая фаза — -интерметаллид Ni(Al,Ti), выделяющаяся при старении. Карбидное упрочнение обеспечивается карбидами типа MC и MC, стабильными при высоких температурах.

Механические свойства отливок ХН70ВМТЮФ зависят от термической обработки. Типовой режим — закалка с 1200–1220 C и двухступенчатое старение при 950 C и 800 C. После полной обработки предел прочности при 20 C достигает 950–1100 МПа, предел текучести — 650–800 МПа, относительное удлинение — 6–12 %. При 800 C предел длительной прочности за 100 ч составляет 250–300 МПа.

Технология производства отливок

Металлические отливки ХН70ВМТЮФ изготавливаются преимущественно методом литья по выплавляемым моделям (ЛВМ), что обеспечивает высокую точность размеров и чистоту поверхности. Возможно также литьё в керамические формы. Расплав склонен к образованию усадочных раковин и горячих трещин, поэтому требуется строгий контроль температурного режима заливки (1560–1620 C) и скорости охлаждения.

Для отливок ответственного назначения применяется вакуумно-индукционная плавка, исключающая загрязнение металла газами и неметаллическими включениями. После литья заготовки подвергаются рентгеновскому и люминесцентному контролю для выявления внутренних дефектов.

Применение отливок ХН70ВМТЮФ

Основная область применения — газотурбинные двигатели и энергетические установки. Из отливок ХН70ВМТЮФ изготавливают детали горячего тракта, работающие в условиях циклических тепловых нагрузок и газовой коррозии.

• Рабочие и сопловые лопатки газовых турбин
• Корпуса камер сгорания и жаровые трубы
• Кольца и сегменты сопловых аппаратов
• Крепёжные элементы и фланцы высокотемпературных узлов
• Детали выхлопных систем и реверсивных устройств

Эксплуатационные характеристики

Отливки ХН70ВМТЮФ сохраняют работоспособность при длительном воздействии температур до 850 C и кратковременно — до 950 C. Сплав устойчив к окалинообразованию в окислительной среде благодаря хромистой защитной плёнке. Жаростойкость при 900 C составляет 0,3–0,5 г/(мч).

Материал чувствителен к концентраторам напряжений, поэтому при проектировании отливок необходимо избегать острых кромок и резких переходов сечений. Сварка отливок ХН70ВМТЮФ возможна аргонодуговым методом с применением присадочных прутков того же состава, однако зона термического влияния требует последующего старения для восстановления свойств.

Сравнение с альтернативными сплавами

Контроль качества и нормативная база

Отливки ХН70ВМТЮФ поставляются по техническим условиям, регламентирующим химический состав, механические свойства и допустимые дефекты. Контроль включает спектральный анализ, механические испытания образцов, вырезанных из тела отливки или отдельно отлитых проб, а также неразрушающие методы — радиографию и цветную дефектоскопию.

Для ответственных деталей авиационного назначения применяется 100 %-ный контроль структуры и механических свойств каждой партии. Допустимые отклонения размеров отливок ЛВМ — 0,3–0,5 % в зависимости от габаритов.

Вопросы и ответы