Нержавеющая лента ЭИ904-Н: жаропрочный сплав на никелевой основе для высокотемпературных узлов
Нержавеющая лента ЭИ904-Н — это холоднокатаная полосовая продукция из жаропрочного никель-хромового сплава системы Ni–Cr–Ti–Al, легированного бором и церием. Сплав относится к дисперсионно-твердеющим материалам и сохраняет работоспособность при длительном воздействии температур до 900–950 C. Буква «Н» в обозначении указывает на поставку в нагартованном состоянии, что обеспечивает повышенные прочностные характеристики без дополнительной термической обработки. Лента выпускается толщиной 0,1–2,0 мм, шириной до 600 мм, в рулонах или мерных полосах.
Химический состав и структурные особенности
Основу сплава составляет никель — 38–42 %. Хром вводится в количестве 19–21 % для обеспечения жаростойкости и сопротивления сульфидной коррозии. Титан и алюминий образуют упрочняющую -фазу Ni(Al, Ti), которая выделяется при старении. Микролегирование бором повышает жаропрочность за счёт упрочнения границ зёрен, а церий связывает примеси серы и фосфора, улучшая технологическую пластичность при горячей деформации.
- Никель — основа, 38–42 %
- Хром — 19–21 %, жаростойкость
- Титан — 2,4–2,8 %, образование -фазы
- Алюминий — 0,6–1,0 %, упрочнение
- Бор — 0,005–0,015 %, граничное упрочнение
- Церий — 0,01–0,05 %, раскисление и модифицирование
Механические свойства ленты ЭИ904-Н
В нагартованном состоянии лента демонстрирует высокий предел текучести при сохранении достаточной пластичности для гибки и штамповки. После старения при 700–750 C в течение 4–8 часов прочностные характеристики возрастают дополнительно за счёт выделения дисперсных частиц. Длительная прочность при 800 C составляет не менее 180 МПа за 1000 часов.
| Параметр | Состояние поставки | После старения | Температура испытания | Единица измерения |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | 980–1180 | 1080–1280 | 20 C | МПа |
| Предел текучести | 680–880 | 780–980 | 20 C | МПа |
| Относительное удлинение | 12–20 | 8–15 | 20 C | % |
| Предел длительной прочности | — | 180 | 800 C | МПа |
| Твёрдость HV | 280–340 | 320–380 | 20 C | — |
Технологические аспекты производства
Лента ЭИ904-Н изготавливается методом холодной прокатки с промежуточными отжигами в защитной атмосфере. Степень обжатия при финишной прокатке определяет уровень нагартовки и, соответственно, прочностные характеристики. Кромки ленты могут быть обрезными или необрезными; для точной штамповки предпочтительна обрезная кромка с допуском по ширине 0,1 мм. Поставка осуществляется по ТУ 14-1-XXXX или ГОСТ 4986-79 с сертификатом качества, включающим результаты химического анализа и механических испытаний.
Области применения
Благодаря сочетанию жаропрочности, жаростойкости и технологичности лента ЭИ904-Н востребована в узлах, работающих при высоких температурах и знакопеременных нагрузках.
- Уплотнительные элементы и прокладки камер сгорания газотурбинных установок
- Гофрированные компенсаторы трубопроводов высокого давления в нефтехимии
- Пружинные элементы и мембраны датчиков в авиационных двигателях
- Теплообменное оборудование установок каталитического крекинга
- Экраны и чехлы термопар в металлургических печах сопротивления
- Детали крепления футеровки в высокотемпературных реакторах
Условия эксплуатации и ограничения
Сплав ЭИ904-Н устойчив в окислительных средах при температурах до 950 C, однако ограниченно работоспособен в восстановительных атмосферах с высоким содержанием сероводорода. При эксплуатации в среде продуктов сгорания топлива с примесями ванадия и натрия возможно ускоренное сульфидно-оксидное разрушение. Рекомендуемый интервал рабочих температур — от –196 C до 900 C. Кратковременный нагрев до 1000 C допустим без потери несущей способности.
Вопросы и ответы
Чем отличается ЭИ904-Н от ЭИ904 без индекса «Н»?
Индекс «Н» обозначает поставку в нагартованном состоянии. Лента без индекса поставляется после отжига и имеет более низкие прочностные характеристики, но повышенную пластичность.
При какой температуре проводится старение ленты ЭИ904-Н?
Оптимальный режим старения — 700–750 C с выдержкой 4–8 часов. Это обеспечивает максимальное выделение упрочняющей -фазы без роста зерна.
Возможна ли сварка ленты ЭИ904-Н?
Сплав сваривается аргонодуговой сваркой с использованием присадочного материала на никелевой основе. После сварки рекомендуется термическая обработка для снятия напряжений.
Какая максимальная рабочая температура ленты ЭИ904-Н?
Длительная эксплуатация возможна до 900–950 C в окислительных средах. Кратковременный нагрев до 1000 C не приводит к необратимой потере свойств.
