Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Отливки из жаропрочной стали ХН70МВТЮБ
Отливки из жаропрочной стали ХН70МВТЮБ — это фасонные заготовки, получаемые методом литья по выплавляемым моделям или в керамические формы и предназначенные для эксплуатации в условиях высокотемпературного нагружения. Материал относится к никелевым дисперсионно-твердеющим сплавам на основе Ni–Cr с комплексным легированием вольфрамом, молибденом, титаном, алюминием и ниобием. Химический состав нормируется по ГОСТ 5632, а требования к отливкам — по ГОСТ 977 или техническим условиям предприятия-изготовителя.
Ключевая особенность ХН70МВТЮБ — способность сохранять механические свойства при температурах до 950–1000 C. Жаропрочность обеспечивается упрочняющей -фазой на основе Ni(Al, Ti) и карбидными фазами типа MC и MC. После полного цикла термической обработки (закалка с 1200–1250 C и двухступенчатое старение) предел длительной прочности материала составляет не менее 200 МПа при 900 C и базе испытаний 100 ч. Рабочая среда — окислительная, содержащая продукты сгорания топлива, сернистые соединения в умеренных концентрациях.
Технология производства отливок
Изготовление отливок из ХН70МВТЮБ сопряжено с высокой склонностью сплава к образованию горячих трещин и усадочной пористости. Поэтому применяются следующие технологические решения:
- плавка в вакуумных индукционных печах с контролем содержания газов и неметаллических включений;
- заливка в оболочковые формы с высокотемпературным прокаливанием при 1000–1100 C;
- использование прибылей увеличенного сечения и холодильников для направленной кристаллизации;
- резка литниковой системы абразивными кругами или анодно-механическим способом без образования микротрещин.
Механическая обработка отливок затруднена из-за высокой твердости после старения (35–42 HRC) и склонности к наклепу. Финишные операции выполняются твердосплавным инструментом с обильным охлаждением; для сложнопрофильных поверхностей применяется электроэрозионная обработка.
Свойства и характеристики
Отливки из ХН70МВТЮБ сочетают высокую жаропрочность с удовлетворительной технологической пластичностью в литом состоянии. Материал устойчив к термической усталости при циклических нагрузках в диапазоне 20–950 C. Жаростойкость в воздушной среде при 1000 C составляет не менее 0,5 мм/год по глубине окисленного слоя.
| Параметр | Значение при 20 C | Значение при 900 C | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 750–900 МПа | 280–320 МПа | ГОСТ 1497 | после ТО |
| Предел текучести 0,2 | 550–650 МПа | 180–220 МПа | ГОСТ 1497 | условный |
| Относительное удлинение | 8–15 % | 12–20 % | ГОСТ 1497 | на 5-кратных образцах |
| Длительная прочность 100 | — | 200 МПа | ГОСТ 10145 | база 100 ч |
| Плотность | 8,3 г/см | — | гидростатический | литое состояние |
Применение отливок из ХН70МВТЮБ
Фасонные отливки из данного сплава востребованы в узлах, работающих при температурах выше 800 C в сочетании со статическими и циклическими нагрузками. Основные области использования:
- сопловые и рабочие лопатки газотурбинных двигателей наземного и авиационного применения;
- корпуса и крышки камер сгорания энергетических газовых турбин;
- элементы жаровых труб и переходных каналов;
- детали арматуры высокотемпературных трубопроводов — седла, золотники, корпуса клапанов;
- фасонные заготовки для оснастки термических печей — ролики, подовые плиты, конвейерные звенья;
- элементы крепежа и уплотнений, работающие при 900–950 C в окислительной среде.
В энергетическом машиностроении отливки из ХН70МВТЮБ применяются для изготовления деталей горячего тракта турбин, работающих на природном газе и жидком топливе. В химической промышленности материал используется в оборудовании для пиролиза углеводородов, где требуется сочетание жаропрочности и стойкости к карбидной коррозии.
Контроль качества и дефектоскопия
Отливки из ХН70МВТЮБ подвергаются обязательному неразрушающему контролю. Радиографический контроль проводится на предмет выявления усадочных раковин и газовой пористости; люминесцентный контроль — для обнаружения поверхностных трещин и зажимов. Допустимые нормы дефектности устанавливаются по классам 2–3 согласно ГОСТ 18576 для рентгеновского контроля и по ГОСТ 18442 для капиллярного.
Химический состав каждой плавки подтверждается спектральным анализом. Контроль механических свойств выполняется на образцах, вырезанных из тела отливки или из отдельно отлитых проб, прошедших ту же термическую обработку. Для ответственных деталей предусмотрена 100%-ная разметка и проверка геометрических параметров на координатно-измерительных машинах.
Вопросы и ответы
Какие методы литья применяются для отливок из ХН70МВТЮБ?
Основные методы — литье по выплавляемым моделям для сложнопрофильных деталей с высокой точностью размеров и литье в оболочковые формы для крупногабаритных заготовок. Вакуумная плавка обязательна для предотвращения окисления легирующих элементов.
До какой температуры можно эксплуатировать отливки из ХН70МВТЮБ?
Длительная рабочая температура составляет до 950 C, кратковременно — до 1000 C. При 900 C и базе 100 ч предел длительной прочности — не менее 200 МПа, что позволяет использовать материал для нагруженных деталей горячего тракта.
Какая термическая обработка назначается для отливок?
Стандартный режим включает закалку с 1200–1250 C с охлаждением на воздухе и двухступенчатое старение при 800–850 C и 700–750 C. Режим подбирается в зависимости от требуемого сочетания жаропрочности и пластичности.
Какие дефекты наиболее характерны для отливок из этого сплава?
Наиболее распространены горячие трещины, усадочная пористость в термических узлах и плены на поверхности. Для их предотвращения применяются направленная кристаллизация, увеличенные прибыли и строгий контроль температуры заливки.