Металлические заготовки ВН2АЭ — жаропрочный никелевый сплав для ответственных узлов
Металлические заготовки ВН2АЭ — это полуфабрикаты из дисперсионно-твердеющего никелевого сплава, легированного вольфрамом, молибденом, хромом, алюминием и титаном. Материал относится к классу жаропрочных деформируемых сплавов и предназначен для изготовления деталей газотурбинных двигателей, работающих при температурах до 800–850 C. Заготовки ВН2АЭ поставляются в виде поковок, штамповок, прутков и плит после горячей деформации с последующей термической обработкой.
Сплав ВН2АЭ характеризуется высоким уровнем длительной прочности и сопротивления ползучести в интервале рабочих температур 600–850 C. Упрочнение достигается за счет выделения упрочняющей -фазы на основе интерметаллида Ni(Al,Ti) при старении. Легирование вольфрамом и молибденом обеспечивает твердорастворное упрочнение матрицы, а хром придает сопротивление высокотемпературной газовой коррозии. По сравнению с никелевыми сплавами типа ХН77ТЮР, ВН2АЭ демонстрирует более высокую жаропрочность при 750–850 C, что позволяет применять его в наиболее теплонагруженных узлах.
Технологические параметры обработки
Заготовки ВН2АЭ склонны к упрочнению в процессе горячей деформации, поэтому ковку и штамповку выполняют в узком интервале температур с обязательным контролем степени деформации. Рекомендуемая температура нагрева под деформацию — 1120–1180 C, окончание деформации — не ниже 1000 C. После горячей обработки требуется закалка с 1050–1080 C (охлаждение на воздухе или в масле) и двухступенчатое старение: первая ступень при 760–780 C, вторая — при 700–720 C. Механическая обработка заготовок затруднена из-за высокой прочности и низкой теплопроводности сплава; применяются твердосплавные инструменты с обильным охлаждением.
Применение заготовок ВН2АЭ
- Рабочие и сопловые лопатки турбин авиационных и промышленных ГТД
- Диски и лабиринтные уплотнения компрессора высокого давления
- Крепежные элементы горячего тракта — болты, шпильки, гайки
- Детали камер сгорания и жаровых труб
- Элементы арматуры для насосного оборудования нефтегазопереработки
Механические свойства при повышенных температурах
| Температура испытания, C | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Длительная прочность, МПа |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 1150–1350 | 800–950 | 10–15 | — |
| 650 | 950–1100 | 700–800 | 8–12 | 700 (100 ч) |
| 750 | 800–900 | 650–750 | 6–10 | 500 (100 ч) |
| 850 | 600–700 | 450–550 | 5–8 | 250 (100 ч) |
Заготовки ВН2АЭ поставляются с контролем макро- и микроструктуры, ультразвуковым контролем сплошности и проверкой механических свойств на образцах, отобранных от каждой плавки. Для ответственных деталей авиационного назначения выполняется 100% люминесцентный контроль поверхности. Сплав пригоден для вакуумной пайки и аргонодуговой сварки с применением присадочных материалов аналогичного состава.
Вопросы и ответы
Какие заготовки ВН2АЭ доступны для заказа?
Поставляются поковки массой до 500 кг, штамповки сложной конфигурации, прутки диаметром 20–200 мм и плиты толщиной 10–80 мм. Возможна поставка заготовок с предварительной механической обработкой по чертежам заказчика.
Какой режим термической обработки применяется для ВН2АЭ?
Стандартный режим включает закалку с 1050–1080 C и двухступенчатое старение при 760–780 C и 700–720 C. Для деталей, работающих при 850 C, может назначаться дополнительное высокотемпературное старение.
Чем ВН2АЭ отличается от сплава ХН77ТЮР?
ВН2АЭ содержит вольфрам и молибден в суммарном количестве до 10%, что обеспечивает более высокую жаропрочность при 750–850 C. Сплав ХН77ТЮР применяется при температурах до 700–750 C.
Возможна ли сварка заготовок ВН2АЭ?
Сплав сваривается аргонодуговой сваркой с присадочным материалом того же состава. После сварки требуется полный цикл термической обработки для восстановления свойств в зоне шва.
