Отливки из жаропрочной стали ХН55ВМТКЮ в Минске


Отливки из жаропрочной стали ХН55ВМТКЮ: литые детали для работы при 900–1000 C

ХН55ВМТКЮ — дисперсионно-твердеющий никелевый сплав системы Ni–Cr–W–Mo–Ti–Al–Co, предназначенный для изготовления литых деталей, эксплуатируемых в окислительных и восстановительных средах при температуре до 1000 C. Отливки из этой стали получают методами точного литья по выплавляемым моделям и вакуумно-индукционной плавки, что обеспечивает стабильный химический состав и минимальное содержание газов и неметаллических включений. Сплав сохраняет высокую длительную прочность и сопротивление термической усталости в условиях знакопеременных теплосмен.

Химический состав и механические свойства

Основу сплава составляет никель — 53–57 %. Хром вводится в количестве 14–16 % для формирования защитной оксидной плёнки CrO, вольфрам и молибден — 4–6 % и 3–5 % соответственно — обеспечивают твёрдорастворное упрочнение. Титан и алюминий образуют интерметаллидную -фазу Ni(Al, Ti), кобальт повышает растворимость упрочняющих элементов. Углерод ограничен 0,08 %, сера и фосфор — не более 0,015 % каждого.

ПараметрЗначениеУсловияЕдиницаМетод контроля
Предел длительной прочности 180900 C, 1000 чМПаГОСТ 10145
Предел текучести 55020 CМПаГОСТ 1497
Относительное удлинение 820 C%ГОСТ 1497
Жаростойкость 0,51000 C, 100 чг/(мч)ГОСТ 6130
Твёрдость255–321после термообработкиHBГОСТ 9012

Технологические особенности литья

Заливка расплава производится в вакууме не ниже 10 Па или в среде аргона. Температура заливки — 1450–1520 C, температура формы — 900–1000 C. Термообработка включает гомогенизацию при 1180–1200 C, закалку на воздухе и двухступенчатое старение при 850 C и 950 C. Литая структура — -твёрдый раствор с эвтектическими карбидами типа MeC и MeC по границам зёрен. Пористость и усадочные раковины контролируются рентгенографией по ГОСТ 24034.

Области применения

  • Лопатки и сопловые аппараты газотурбинных установок ГТУ-25, ГТУ-16 в энергетике.
  • Детали камер сгорания и жаровых труб печей нефтепереработки.
  • Арматура высокотемпературных реакторов пиролиза в нефтехимии.
  • Элементы выхлопных систем авиационных двигателей.
  • Оснастка для термообработки в защитных атмосферах.
  • Детали установок каталитического крекинга.

Нормативная база

  • ГОСТ 5632 — марки высоколегированных сталей и сплавов.
  • ГОСТ 7769 — сплавы жаропрочные литейные.
  • ГОСТ 10145 — испытания на длительную прочность.
  • ГОСТ 6130 — методы определения жаростойкости.
  • ТУ 14-1-2248 — отливки из жаропрочных сплавов.

Вопросы и ответы

При какой максимальной температуре эксплуатируются отливки из ХН55ВМТКЮ?

Длительная рабочая температура — до 1000 C в окислительной среде. Кратковременный нагрев возможен до 1050 C без необратимого снижения механических свойств.

Какой метод литья обеспечивает наилучшее качество отливок?

Вакуумно-индукционная плавка с литьём по выплавляемым моделям. Это сочетание даёт минимальную газонасыщенность и точные геометрические размеры без дополнительной механической обработки.

Требуется ли термообработка после литья?

Да. Обязательны гомогенизация при 1180–1200 C, закалка и двухступенчатое старение. Без старения не формируется -фаза, и сплав теряет жаропрочность.

Как контролируется качество отливок?

Применяются рентгенографический контроль по ГОСТ 24034, люминесцентная дефектоскопия, испытания на длительную прочность и жаростойкость образцов-свидетелей.