Нержавеющий пруток ЭП797: жаропрочный сплав на никель-хромовой основе
Нержавеющий пруток ЭП797 — металлопродукция из жаропрочного деформируемого сплава системы Ni–Cr–W–Mo–Al–Ti, выплавляемого по технологии вакуумно-индукционной и электрошлаковой переплавки. Сплав относится к классу дисперсионно-твердеющих никелевых материалов и сохраняет работоспособность при длительном воздействии температур до 750–800 C. Прутки поставляются в горячекатаном, кованом или холоднотянутом состоянии с последующей термической обработкой по режиму: закалка 1080–1120 C, старение 700–750 C.
Технические характеристики и структура
Основу сплава ЭП797 составляет никель (не менее 55 %), легированный хромом (14–17 %), вольфрамом (4–6 %), молибденом (3–5 %), алюминием и титаном (суммарно 3–4,5 %). Такое сочетание обеспечивает гетерофазное упрочнение за счёт выделения интерметаллидной -фазы на основе Ni(Al, Ti). Структура после старения — аустенитная матрица с равномерно распределёнными упрочняющими частицами размером 20–80 нм.
Пруток ЭП797 сохраняет высокие механические свойства в условиях термоциклирования и знакопеременных нагрузок. Предел длительной прочности при 700 C на базе 1000 ч — не менее 280 МПа. Предел текучести при 20 C — 750–850 МПа, относительное удлинение — 12–18 %. Жаростойкость обеспечивается формированием плотной оксидной плёнки на основе CrO и шпинелей NiCrO.
| Параметр | Значение | Условия | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 750–850 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Предел длительной прочности | 280 | 700 C, 1000 ч | МПа | ГОСТ 10145 |
| Относительное удлинение | 12–18 | 20 C | % | ГОСТ 1497 |
| Плотность | 8,3–8,5 | 20 C | г/см | ГОСТ 8.024 |
| Диаметр прутка | 8–120 | горячекатаный | мм | ГОСТ 2590 |
Сортамент и состояние поставки
- Горячекатаный пруток диаметром 8–120 мм, длина 2–6 м, кривизна не более 0,5 % длины.
- Кованый пруток диаметром 120–250 мм для последующей механической обработки.
- Холоднотянутый пруток диаметром 4–20 мм с квалитетом h9–h11.
- Прутки с обточенной поверхностью и без обточки, с травлением или без травления.
- Термообработанное состояние: закалка + старение, твёрдость 280–340 HB.
Области применения
Пруток ЭП797 применяется для изготовления деталей горячего тракта газотурбинных двигателей и энергетических установок, работающих в условиях сульфидно-оксидной коррозии. Из него изготавливают лопатки турбин, крепёжные элементы выхлопных систем, детали камер сгорания, элементы арматуры высокого давления.
- Газотурбинные установки: рабочие и сопловые лопатки, диски, крепёж.
- Нефтегазовая арматура: шпиндели, штоки, седла для сред с температурой до 750 C.
- Химическое оборудование: реакторы пиролиза, змеевики печей.
- Авиационные двигатели: детали форсажных камер, сопловые аппараты.
- Энергетика: элементы пароперегревателей, крепёж котлоагрегатов.
Технологические особенности обработки
Пруток ЭП797 обрабатывается резанием с применением твердосплавного инструмента (группа K20–K40) при скоростях 15–30 м/мин. Сварка выполняется аргонодуговым способом с подогревом зоны соединения до 200–300 C и последующей термообработкой. Деформация в горячем состоянии — 1050–1150 C с охлаждением на воздухе. Сплав склонен к наклёпу, что требует промежуточных отжигов при холодной обработке.
Вопросы и ответы
Какой химический состав у сплава ЭП797?
Основа — никель ( 55 %), хром 14–17 %, вольфрам 4–6 %, молибден 3–5 %, алюминий и титан суммарно 3–4,5 %, углерод 0,08 %. Точный состав регламентируется ТУ на поставку.
При какой максимальной температуре эксплуатируется пруток ЭП797?
Длительная рабочая температура — до 750–800 C. Кратковременно допускается нагрев до 850 C без потери несущей способности.
Чем отличается ЭП797 от ЭП718?
ЭП797 содержит вольфрам и молибден в повышенном количестве, что увеличивает жаропрочность при 700–750 C. ЭП718 (ХН45МВТЮБР) имеет меньшую плотность и применяется при более низких температурах.
Какой режим термообработки применяется для прутка ЭП797?
Закалка при 1080–1120 C с охлаждением на воздухе или в масле, затем старение при 700–750 C в течение 8–16 ч. Режим уточняется в зависимости от требуемого комплекса свойств.
