Металлические отливки ХН77ТЮРУ в Минске

Металлические отливки ХН77ТЮРУ: жаропрочный сплав для газотурбинных трактов

Металлические отливки из сплава ХН77ТЮРУ — это фасонные заготовки, получаемые методом литья по выплавляемым моделям или в керамические формы и предназначенные для эксплуатации при температурах до 800–850 C. Материал относится к группе никелевых дисперсионно-твердеющих жаропрочных сплавов на основе Ni–Cr с дополнительным легированием титаном, алюминием и микродобавками редкоземельных элементов (РЗМ). Сочетание -упрочняющей фазы Ni(Al,Ti) и стабильной оксидной пленки обеспечивает отливкам ХН77ТЮРУ высокую длительную прочность, сопротивление ползучести и окалиностойкость в окислительных средах.

Технология получения отливок ХН77ТЮРУ включает вакуумно-индукционную плавку шихты, заливку в оболочковые формы с точной геометрией и последующую термическую обработку по режиму: закалка при 1080 C с охлаждением на воздухе и старение при 750 C в течение 25 ч. Такой цикл формирует оптимальную морфологию -частиц и карбидов MC по границам зерен, что критично для ресурса деталей в условиях циклического термонагружения.

Характеристики и свойства отливок ХН77ТЮРУ

Отливки из ХН77ТЮРУ демонстрируют стабильные механические показатели в интервале рабочих температур от –196 до 850 C. При 20 C предел прочности составляет 950–1100 МПа, предел текучести — 600–700 МПа, относительное удлинение — 8–15 %. При 800 C длительная прочность на базе 100 ч достигает 250–300 МПа, что позволяет применять материал для высоконагруженных элементов горячего тракта.

Жаростойкость сплава обеспечивается легированием хромом (19–22 %) и алюминием (0,6–1,0 %), формирующими плотную защитную пленку AlO и CrO. Скорость окисления при 900 C не превышает 0,05 г/(мч), что существенно ниже, чем у сталей аустенитного класса. Микролегирование РЗМ (церий, лантан) повышает адгезию оксидного слоя и снижает склонность к межкристаллитному окислению.

Применение отливок из ХН77ТЮРУ

Фасонные отливки ХН77ТЮРУ востребованы в узлах, работающих при высоких температурах и агрессивных газовых средах. Основные области использования:

• сопловые и рабочие лопатки газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения;
• камеры сгорания, жаровые трубы и завихрители в энергетических газовых турбинах;
• корпуса клапанов и седла в системах горячего газораспределения;
• элементы выхлопных коллекторов и турбокомпрессоров в тяжелом машиностроении;
• детали арматуры для химических реакторов с окислительной средой при 700–850 C;
• фасонные вставки и экраны в печах термической обработки.

Отливки ХН77ТЮРУ применяются в агрегатах, где требуется сочетание жаропрочности и стойкости к термической усталости: в сопловых аппаратах, турбинных дисках, уплотнительных кольцах и переходных патрубках. Материал пригоден для последующей механической обработки резанием, а также для аргонодуговой сварки с подогревом до 300–400 C.

Контроль качества и стандарты

Химический состав отливок ХН77ТЮРУ регламентируется ГОСТ 5632-72: никель — основа, хром 19–22 %, титан 2,4–2,8 %, алюминий 0,6–1,0 %, молибден до 0,4 %, железо до 3 %. Контроль механических свойств проводится на образцах, вырезанных из тела отливки или из отдельно отлитых проб. Для ответственных деталей выполняется рентгеновский контроль на отсутствие усадочных раковин и газовой пористости, а также люминесцентная дефектоскопия поверхности.

Вопросы и ответы