Отливки из жаропрочной стали ХН35ВТЮ в Минске

Отливки из жаропрочной стали ХН35ВТЮ

Отливки из жаропрочной стали ХН35ВТЮ — это фасонные заготовки, получаемые методом литья по выплавляемым моделям или в оболочковые формы и предназначенные для длительной эксплуатации при температурах до 800–850 C. Материал относится к никель-хромовой группе с комплексным легированием вольфрамом, титаном и алюминием, что обеспечивает сочетание жаропрочности, жаростойкости и стабильности структуры в условиях циклических теплосмен.

Сталь ХН35ВТЮ (аналог — ХН35ВТЮ-ВД) формирует упрочняющую -фазу на основе интерметаллидов Ni(Al,Ti), что даёт повышенные показатели длительной прочности при 700–850 C. Легирование вольфрамом упрочняет твёрдый раствор, а хром (34–37 %) обеспечивает сопротивление газовой коррозии в окислительных и слабоокислительных средах. Литьевые отливки из этого сплава применяются там, где деформируемый прокат неприменим из-за сложности геометрии или необходимости получения внутренних полостей с высокой точностью.

Технологические особенности литья

Фасонные отливки из ХН35ВТЮ изготавливаются преимущественно литьём по выплавляемым моделям (ЛВМ), что обеспечивает 5–7 квалитет точности и шероховатость поверхности Ra 3,2–6,3 мкм. Для крупногабаритных деталей применяется литьё в оболочковые формы с противодавлением. После извлечения отливки подвергаются термической обработке: закалке от 1120–1150 C на воздухе и старению при 750–800 C в течение 8–16 часов для выделения упрочняющей фазы.

Жидкотекучесть сплава позволяет получать тонкостенные отливки с толщиной стенки от 3–4 мм при длине до 400 мм. Усадка при кристаллизации составляет 1,8–2,2 %, что учитывается при проектировании литейной оснастки. Для ответственных деталей, работающих под давлением, применяется контроль герметичности и радиографический контроль в объёме 100 %.

Механические свойства при высоких температурах

Ключевым показателем для выбора ХН35ВТЮ является длительная прочность при рабочих температурах. Материал сохраняет несущую способность при 800 C в течение 1000 часов при напряжении около 120–140 МПа. Предел ползучести при 750 C и остаточной деформации 1 % за 100 часов составляет не менее 180 МПа.

Применение в промышленности

Отливки из ХН35ВТЮ востребованы в узлах, где сочетаются высокая температура, статические нагрузки и агрессивная газовая среда:

• выпускные коллекторы и корпуса турбокомпрессоров дизельных двигателей и газопоршневых установок;
• элементы камер сгорания и жаровых труб газотурбинных двигателей наземного применения;
• корпусные детали арматуры для трубопроводной обвязки печей пиролиза и установок каталитического риформинга;
• сопловые и рабочие лопатки малоразмерных турбин вспомогательных энергоустановок;
• детали выхлопных трактов судовых дизелей и тепловозных двигателей;
• фасонные элементы муфелей и конвейерных печей для термообработки при 750–850 C.

Свариваемость и ремонтопригодность

Отливки из ХН35ВТЮ допускают сварку аргонодуговым методом с присадочной проволокой аналогичного состава. Перед сваркой требуется подогрев до 200–300 C, после сварки — отпуск при 800 C для снятия остаточных напряжений. Сплав склонен к образованию горячих трещин при превышении погонной энергии, поэтому рекомендуется ограничивать силу тока и применять многопроходную сварку с проковкой каждого слоя.

Для восстановления геометрии изношенных отливок допускается наплавка в среде аргона с последующей полной термической обработкой. Механическая обработка отливок затруднена из-за высокой вязкости и наклёпа — применяются твердосплавные пластины с износостойким покрытием при пониженных скоростях резания.

Вопросы и ответы