Металлические заготовки ВНМ5-3 в Минске


Металлические заготовки ВНМ5-3: жаропрочный никелевый сплав для деталей ГТД

Металлические заготовки ВНМ5-3 — полуфабрикаты из жаропрочного никелевого сплава системы Ni–Cr–W–Mo–Al–Ti, легированного бором и цирконием. Сплав относится к классу деформируемых жаропрочных материалов и предназначен для изготовления деталей горячего тракта газотурбинных двигателей, работающих при температурах до 750–800 C в условиях длительного нагружения. Заготовки поставляются в виде прутков, поковок и штамповок, прошедших вакуумно-дуговой или электрошлаковый переплав, что обеспечивает низкое содержание газов и неметаллических включений.

Химический состав и структура

Сплав ВНМ5-3 содержит никель как основу, хром в пределах 9–11 %, вольфрам 4,5–5,5 %, молибден 4,5–5,5 %, алюминий 3,5–4,5 %, титан 2,5–3,5 %. Микролегирование бором и цирконием повышает стойкость границ зёрен при высокотемпературной ползучести. Структура заготовок после деформации и термической обработки — -матрица с выделениями упрочняющей -фазы на основе Ni(Al, Ti).

Технические характеристики заготовок

ПоказательЗначениеУсловияЕдиницаМетод контроля
Предел прочности 110020 CМПаГОСТ 1497
Предел длительной прочности 350750 C, 100 чМПаГОСТ 10145
Предел текучести 75020 CМПаГОСТ 1497
Относительное удлинение 1220 C%ГОСТ 1497
Диаметр прутков20–200поставкаммГОСТ 2590

Технологические особенности

Заготовки ВНМ5-3 обладают ограниченной технологической пластичностью в литом состоянии, поэтому подвергаются гомогенизирующему отжигу при 1150–1180 C и последующей деформации в изотермических условиях. Обработка резанием возможна только твёрдосплавным инструментом с износостойкими покрытиями при скоростях 15–25 м/мин. Сварка выполняется в защитной атмосфере аргона с предварительным подогревом до 300–400 C.

Области применения

  • Рабочие и сопловые лопатки турбин авиационных двигателей.
  • Диски и роторы компрессоров высокого давления.
  • Детали камер сгорания энергетических ГТУ.
  • Крепёжные элементы горячего тракта в металлургических печах.
  • Элементы выхлопных систем форсажных камер.

Нормативная база

  • ТУ 14-1-хххх — технические условия на поставку прутков.
  • ГОСТ 5639 — контроль величины зерна.
  • ГОСТ 9450 — измерение твёрдости.
  • ОСТ 1 90073 — ультразвуковой контроль поковок.

Вопросы и ответы

Какая максимальная рабочая температура заготовок ВНМ5-3?

Длительная эксплуатация возможна до 750–800 C. Кратковременный нагрев до 850 C допустим без существенной потери прочностных характеристик.

Поставляются ли заготовки ВНМ5-3 в термообработанном состоянии?

Да, прутки и поковки поставляются после полной термической обработки: закалка от 1080–1120 C с охлаждением на воздухе и старение при 750–800 C.

Какие виды переплава применяются для ВНМ5-3?

Используется вакуумно-индукционная выплавка с последующим вакуумно-дуговым или электрошлаковым переплавом для снижения содержания серы и газов.

Возможна ли сварка заготовок ВНМ5-3?

Сварка выполняется аргонодуговым методом с подогревом 300–400 C и последующей термообработкой для снятия остаточных напряжений.