Металлические заготовки из сплава ХН62ВМЮТ-ВД: вакуумно-дуговой переплав никелевого жаропрочного сплава
Металлические заготовки ХН62ВМЮТ-ВД — это полуфабрикаты, изготовленные из никелевого жаропрочного сплава системы Ni–Cr–W–Mo–Al–Ti, полученного методом вакуумно-дугового переплава (ВД). Сплав ХН62ВМЮТ относится к классу дисперсионно-твердеющих жаропрочных материалов и применяется для изготовления деталей газотурбинных двигателей, работающих при температурах до 750–800 C. Индекс «ВД» указывает на то, что металл прошёл вакуумно-дуговой переплав, обеспечивающий снижение содержания газов (кислорода, азота, водорода), неметаллических включений и повышение плотности слитка. Заготовки поставляются в виде кованых прутков, цилиндрических слитков, трубных заготовок и профилей, предназначенных для последующей механической обработки или горячей деформации.
Химический состав и структура
Сплав ХН62ВМЮТ-ВД содержит никель в качестве основы (62 %), хром 9–11 %, вольфрам 4,5–5,5 %, молибден 3,5–4,5 %, алюминий 4,0–4,8 %, титан 2,5–3,2 %. Такое легирование обеспечивает формирование упрочняющей -фазы на основе Ni(Al, Ti), которая выделяется при старении и придаёт материалу высокую жаропрочность. Вакуумно-дуговой переплав снижает содержание кислорода до 0,005 %, азота до 0,008 %, что положительно влияет на длительную прочность и сопротивление термической усталости. Структура заготовок после ВД — плотная, без усадочной рыхлости и ликвационных зон, характерных для открытой выплавки.
Технические характеристики заготовок
| Параметр | Значение | Условия | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел длительной прочности | 340 | 750 C, 100 ч | МПа | ГОСТ 10145 |
| Предел текучести | 720 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 12 | 20 C | % | ГОСТ 1497 |
| Диаметр заготовки | 80–250 | кованый пруток | мм | ГОСТ 2590 |
| Твёрдость | 280–360 | после старения | HB | ГОСТ 9012 |
| Содержание кислорода | 0,005 | после ВД | % | ГОСТ 17745 |
Технология производства
Металлические заготовки ХН62ВМЮТ-ВД получают по схеме: вакуумно-индукционная выплавка шихтовой заготовки вакуумно-дуговой переплав расходуемого электрода гомогенизирующий отжиг при 1150–1180 C горячая деформация (ковка или прессование) при 1050–1120 C термическая обработка (закалка + старение). Вакуумно-дуговой переплав проводится в кристаллизаторе с водяным охлаждением при остаточном давлении 0,1–1,0 Па. Такая технология обеспечивает направленное затвердевание слитка и минимальную ликвацию вольфрама и молибдена.
Области применения
- Диски и лопатки турбин авиационных двигателей (Д-30КУ, АЛ-31Ф, ПД-14) с рабочей температурой до 750 C.
- Детали горячего тракта стационарных газотурбинных установок (ГТУ-25П, ГТЭ-110) в энергетике.
- Крепёжные элементы и силовые шпильки камер сгорания, работающие в условиях термоциклирования.
- Заготовки для штампов горячей деформации жаропрочных сталей в металлургическом производстве.
- Элементы выхлопных систем и сопловых аппаратов в ракетно-космической технике.
- Детали арматуры высокотемпературных трубопроводов в нефтехимическом оборудовании.
Нормативная база
- ГОСТ 5632 — марки высоколегированных сталей и сплавов.
- ГОСТ 23705 — прутки из жаропрочных сплавов.
- ТУ 14-1-3076 — заготовки из сплавов на никелевой основе.
- ГОСТ 1497 — методы испытаний на растяжение.
- ГОСТ 10145 — испытания на длительную прочность.
Вопросы и ответы
Чем отличается ХН62ВМЮТ-ВД от ХН62ВМЮТ открытой выплавки?
Вакуумно-дуговой переплав снижает содержание кислорода и азота в 2–3 раза, уменьшает количество неметаллических включений и повышает плотность металла. Это увеличивает длительную прочность при 750 C и сопротивление малоцикловой усталости.
Какие размеры заготовок доступны?
Кованые прутки диаметром 80–250 мм, слитки массой до 3 т, трубные заготовки с наружным диаметром до 400 мм. Размерный ряд уточняется по ТУ производителя.
При какой температуре эксплуатируются детали из ХН62ВМЮТ-ВД?
Длительная рабочая температура — до 750 C, кратковременная — до 800 C. Выше 850 C начинается интенсивная коагуляция -фазы и падение жаропрочности.
Требуется ли термообработка заготовок перед механической обработкой?
Заготовки поставляются в термообработанном состоянии (закалка + старение). Перед финишной обработкой рекомендуется проверить твёрдость и при необходимости провести повторное старение по режиму производителя.
