Металлические заготовки ЭИ676: жаропрочный сплав на никелевой основе
Металлические заготовки ЭИ676 — полуфабрикаты из жаропрочного деформируемого сплава на никель-хромовой основе, легированного титаном и алюминием. Сплав относится к системе Ni–Cr–Ti–Al, упрочняется за счёт выделения интерметаллидной -фазы Ni(Al, Ti) при термической обработке и сохраняет работоспособность в интервале 700–900 C. Заготовки поставляются в виде прутков, поковок, штамповок и трубных заготовок, предназначенных для последующей механической и термической обработки.
Структура и фазовый состав
После закалки и старения матрица сплава представляет собой -твёрдый раствор на основе никеля с ГЦК-решёткой. Основная упрочняющая фаза — -Ni(Al, Ti) с объёмной долей до 35–40 %. Дополнительно присутствуют карбиды типа MeC и MeC по границам зёрен, тормозящие зернограничное скольжение при ползучести. Хром обеспечивает жаростойкость за счёт формирования плотной оксидной плёнки CrO.
Технические параметры заготовок
| Показатель | Значение | Условия | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 1100 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести 0,2 | 700 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Предел длительной прочности | 250 | 800 C, 100 ч | МПа | ГОСТ 10145 |
| Относительное удлинение | 12 | 20 C | % | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость | 280–360 | после старения | HB | ГОСТ 9012 |
| Диаметр прутка | 12–180 | горячая прокатка | мм | ГОСТ 2590 |
Виды поставляемых заготовок
- Прутки горячекатаные и кованые диаметром 12–180 мм по ГОСТ 2590.
- Поковки и штамповки под механическую обработку дисков, валов, крепежа.
- Трубные заготовки для изготовления деталей камер сгорания.
- Листовой прокат толщиной 1,5–12 мм для штамповки оболочек.
- Заготовки под электроэрозионную и лезвийную обработку.
Термическая обработка
Заготовки подвергают закалке с 1080–1120 C в масле или на воздухе с последующим старением при 700–800 C в течение 8–16 ч. Режим старения определяет дисперсность -фазы и, соответственно, комплекс механических свойств. Для снятия внутренних напряжений после черновой механообработки применяют промежуточный отжиг при 850–900 C.
Области применения
- Диски и лопатки газотурбинных двигателей и энергетических ГТУ.
- Детали камер сгорания, жаровых труб, форсунок.
- Крепёж горячего тракта: болты, шпильки, гайки, работающие при 750–850 C.
- Элементы выхлопных систем и теплообменников высокотемпературных установок.
- Оснастка для горячей штамповки и прессования.
Обрабатываемость
Сплав склонен к наклёпу и обладает низкой теплопроводностью, что требует применения твёрдосплавного инструмента с износостойкими покрытиями, пониженных скоростей резания и обильного охлаждения. Свариваемость ограничена — рекомендуется аргонодуговая сварка в защитной атмосфере с последующей термообработкой.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура заготовок ЭИ676?
Длительная эксплуатация возможна до 850–900 C при умеренных нагрузках; кратковременно — до 950 C. Выше этих значений интенсивно развивается ползучесть и окисление.
Поставляются ли заготовки в термообработанном состоянии?
По согласованию с заказчиком заготовки поставляют как в горячекатаном состоянии, так и после полной термической обработки — закалки и старения — с подтверждением механических свойств.
Какой инструмент применяется для механической обработки?
Используют твёрдосплавные пластины классов P25–P40 с покрытием TiAlN или AlCrN, режимы резания назначают с пониженной скоростью и увеличенной подачей охлаждающей жидкости.
Возможна ли сварка заготовок ЭИ676?
Сварка выполняется аргонодуговым способом в защитной среде с подогревом и последующей термообработкой для восстановления свойств в зоне термического влияния.
