Металлические заготовки ЖС6У в Минске

Металлические заготовки из жаропрочного сплава ЖС6У

Металлические заготовки ЖС6У — это полуфабрикаты из литейного никелевого жаропрочного сплава, предназначенные для изготовления деталей горячего тракта газотурбинных двигателей. Сплав ЖС6У относится к классу сложнолегированных составов на никелевой основе с интерметаллидным упрочнением -фазой. Заготовки поставляются в виде литых прутков, трубных заготовок, фасонных отливок и мерных отрезков под последующую механическую обработку.

Химический состав ЖС6У регламентирован отраслевыми техническими условиями и включает хром (8,0–9,5 %), вольфрам (9,0–10,5 %), молибден (3,5–4,5 %), алюминий (5,0–6,0 %), титан (2,0–2,9 %), кобальт (до 1,0 %), углерод (до 0,16 %). Легирующая система обеспечивает жаропрочность до 1000 C и длительную прочность при рабочих температурах 800–950 C. Заготовки ЖС6У характеризуются высокой стабильностью структуры после термической обработки — закалки при 1210 C с последующим старением при 950 C.

Технологические особенности производства заготовок

Заготовки ЖС6У изготавливаются методом точного литья по выплавляемым моделям или литьём в вакуумные печи с направленной кристаллизацией. Для ответственных деталей применяется вакуумно-индукционная плавка с последующим переплавом в вакуумно-дуговых печах, что обеспечивает минимальное содержание газов и неметаллических включений. Литой металл ЖС6У имеет дендритную структуру с карбидной фазой MC и M₂₃C₆ по границам зёрен.

Механическая обрабатываемость заготовок ЖС6У ограничена высокой твёрдостью (35–40 HRC) и склонностью к наклёпу. Черновая обработка выполняется твёрдосплавным инструментом с охлаждением, чистовая — методами электроэрозии или шлифования. При проектировании маршрута обработки необходимо учитывать коэффициент усадки при литье — 1,8–2,2 %, что требует назначения припусков на механическую обработку в пределах 3–5 мм на сторону.

Применение заготовок ЖС6У

Заготовки ЖС6У используются преимущественно в авиадвигателестроении и энергетическом турбостроении. Из них изготавливают детали, работающие в условиях длительного статического и циклического нагружения при высоких температурах:

• рабочие и сопловые лопатки турбин высокого давления;
• жаровые трубы камер сгорания и их элементы;
• крепёжные детали горячего тракта — болты, шпильки, гайки;
• корпусные элементы турбин и переходных патрубков;
• завихрители, форсунки и стабилизаторы пламени.

В энергетическом машиностроении заготовки ЖС6У применяются для стационарных газотурбинных установок, работающих на природном газе, а также в составе высокотемпературных узлов химического и нефтегазового оборудования. Сплав сохраняет работоспособность в окислительной среде до 1050 C без образования окалины благодаря формированию плотной плёнки Al₂O₃.

Механические свойства заготовок ЖС6У

Показатели длительной прочности заготовок ЖС6У определяются на образцах, вырезанных из тела отливки, при нагружении в течение 100 и 1000 часов. Сплав демонстрирует удовлетворительную пластичность в интервале рабочих температур, что исключает хрупкое разрушение при термоциклировании. Предел выносливости при изгибе с вращением на базе 10⁷ циклов при 800 C составляет 280–320 МПа.

Контроль качества и дефектоскопия

Каждая партия заготовок ЖС6У проходит входной контроль химического состава спектральным методом, проверку макро- и микроструктуры на наличие ликвации, усадочной пористости и карбидной сетки. Для ответственных деталей выполняется рентгенографический контроль на отсутствие внутренних дефектов — газовых раковин, трещин и неметаллических включений. Люминесцентный контроль выявляет поверхностные дефекты литья — усадочные рыхлоты и горячие трещины.

Заготовки ЖС6У поставляются с сертификатом качества, содержащим данные о плавке, результатах механических испытаний и заключении дефектоскопического контроля. Допуски на геометрические размеры литых заготовок назначаются по 14–16 квалитетам точности, шероховатость литой поверхности — Rz 40–80 мкм.

Вопросы и ответы