Отливки из жаропрочной стали ХН60Ю в Минске


Отливки из жаропрочной стали ХН60Ю: свойства, применение и технологии

Отливки из жаропрочной стали ХН60Ю — это изделия, получаемые методом литья по выплавляемым моделям или в керамические формы из сплава на никелевой основе, легированного хромом (23–26 %) и алюминием (1,4–1,8 %). Сплав ХН60Ю относится к классу дисперсионно-твердеющих никелевых сплавов и сохраняет работоспособность при длительной эксплуатации в окислительных средах при температурах до 1100–1150 C. Основное упрочнение достигается за счёт выделения интерметаллидной -фазы NiAl при старении.

Химический состав и механические свойства

Сплав ХН60Ю регламентируется ГОСТ 5632 и ГОСТ 7769. Ключевые элементы — никель (основа), хром, алюминий, а также микродобавки титана, церия и бора для повышения жаростойкости и технологичности литья. Отливки проходят термическую обработку: гомогенизацию при 1150–1180 C и последующее старение при 750–800 C.

ПараметрЗначениеУсловия испытанийЕдиницаСтандарт
Предел прочности в 65020 CМПаГОСТ 1497
Предел текучести 0,2 35020 CМПаГОСТ 1497
Относительное удлинение 2020 C%ГОСТ 1497
Жаростойкость (окисление) 0,51100 C, 100 чг/(мч)ГОСТ 6130
Длительная прочность 601000 CМПаГОСТ 10145

Технология литья

Отливки из ХН60Ю изготавливают преимущественно методом литья по выплавляемым моделям, что обеспечивает точность размеров до 9–11 квалитета и шероховатость поверхности Ra 2,5–6,3 мкм. Расплав заливают в предварительно прокалённые керамические формы при температуре 1450–1520 C. Для предотвращения газовой пористости применяют вакуумную плавку и вакуумно-дуговой переплав. Термообработка отливок включает гомогенизацию и старение в защитной атмосфере.

Области применения

  • Лопатки и сопловые аппараты газотурбинных установок (ГТУ) и авиационных двигателей.
  • Элементы камер сгорания и жаровых труб промышленных печей.
  • Детали арматуры высокотемпературных трубопроводов нефтехимических установок.
  • Колосники и реторты обжиговых и цементных печей.
  • Фурменные устройства и горелочные камни металлургических агрегатов.
  • Детали установок каталитического крекинга и пиролиза.

Эксплуатационные ограничения

Отливки из ХН60Ю не предназначены для работы в восстановительных средах с высоким содержанием серы, так как возможно сульфидное разрушение. При температурах выше 1150 C наблюдается интенсивный рост окалины и снижение длительной прочности. Сплав чувствителен к термоциклированию: резкие перепады температур вызывают растрескивание по границам зёрен.

Вопросы и ответы

Какая максимальная рабочая температура отливок из ХН60Ю?

Длительная эксплуатация возможна до 1100–1150 C в окислительной среде. Кратковременно допустим нагрев до 1200 C без нагрузки.

Какой метод литья обеспечивает наилучшее качество отливок из ХН60Ю?

Литьё по выплавляемым моделям в вакууме или с вакуумно-дуговым переплавом — обеспечивает минимальную пористость и точность размеров.

Требуется ли термообработка отливок из ХН60Ю?

Да. Гомогенизация при 1150–1180 C и старение при 750–800 C формируют -фазу и обеспечивают заданные механические свойства.

В каких средах недопустима эксплуатация отливок из ХН60Ю?

В восстановительных средах с высоким содержанием сероводорода и сернистых соединений — возможно сульфидное растрескивание.