Отливки из жаропрочной стали ХН28ВМАБ: характеристики, применение и параметры литья
ХН28ВМАБ — дисперсионно-твердеющий никелевый сплав (тип Ni–Cr–W–Mo–Al–B), применяемый для изготовления фасонных отливок, работающих при температурах до 1000–1050 C. Сплав относится к классу литейных жаропрочных материалов и используется преимущественно в литом состоянии без последующей горячей деформации. Основная система легирования — хром (28 %), вольфрам, молибден, алюминий, бор и углерод — обеспечивает высокую длительную прочность и сопротивление ползучести в окислительных средах.
Химический состав и структура
Сплав ХН28ВМАБ содержит никелевую основу с добавками хрома, вольфрама, молибдена, алюминия, бора и углерода. Структура отливки — аустенитная матрица с карбидными и интерметаллидными фазами (карбиды типа Me23C6, MeC, бориды). Именно эти фазы обеспечивают жаропрочность при длительной эксплуатации. Литейная технология позволяет получать детали сложной геометрии с толщиной стенки от 4 до 50 мм.
Механические свойства при нормальной и повышенной температуре
| Параметр | 20 C | 800 C | 900 C | 1000 C |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в, МПа | 750 | 420 | 280 | 160 |
| Предел текучести 0,2, МПа | 550 | 320 | 200 | 110 |
| Относительное удлинение , % | 8 | 12 | 15 | 18 |
| Предел длительной прочности 1000, МПа | — | 180 | 90 | 45 |
Технология литья и термообработка
Отливки из ХН28ВМАБ получают методами точного литья по выплавляемым моделям, а также литьём в керамические формы. Температура заливки — 1450–1520 C. После кристаллизации проводится гомогенизирующий отжиг при 1150–1180 C и последующее старение при 800–850 C для выделения упрочняющих фаз. Режим термообработки подбирается под конкретную толщину стенки и условия нагружения.
Области применения
- Лопатки и сопловые аппараты газотурбинных установок (ГТУ) и турбокомпрессоров.
- Детали камер сгорания и жаровых труб печей нефтехимического синтеза.
- Арматура высокотемпературных трубопроводов и коллекторов систем отопления.
- Элементы крепежа и оснастки для печей цементации и спекания.
- Детали установок каталитического крекинга и пиролиза.
Эксплуатационные ограничения
Сплав ХН28ВМАБ сохраняет работоспособность в окислительных средах при содержании серы не выше 0,02 %. В восстановительных средах с высоким парциальным давлением сероводорода стойкость снижается. Длительная эксплуатация при 1000–1050 C приводит к коагуляции упрочняющих фаз и падению жаропрочности. Рекомендуемый ресурс — не более 10 000 ч при 1000 C.
Вопросы и ответы
Какие методы литья применяются для отливок из ХН28ВМАБ?
Основные методы — литьё по выплавляемым моделям и литьё в керамические формы. Оба способа обеспечивают получение сложной геометрии с толщиной стенки от 4 мм.
Какой режим термообработки необходим для достижения максимальной жаропрочности?
Гомогенизация при 1150–1180 C с последующим старением при 800–850 C. Точные параметры зависят от толщины стенки отливки.
При какой температуре отливки из ХН28ВМАБ сохраняют длительную прочность?
Сплав работоспособен до 1000–1050 C. При 1000 C предел длительной прочности за 1000 ч составляет не менее 45 МПа.
В каких средах не рекомендуется эксплуатация отливок?
В восстановительных средах с высоким содержанием сероводорода и при содержании серы выше 0,02 % в окислительных средах.
