Отливки из жаропрочной стали ХН70ВМТЮФ в Минске

Отливки из жаропрочной стали ХН70ВМТЮФ: литые детали для работы при 750–900 C

ХН70ВМТЮФ — дисперсионно-твердеющий никелевый сплав системы Ni–Cr–W–Mo–Ti–Al–V, предназначенный для изготовления литых деталей, работающих длительно при температурах до 900 C в окислительных и газовых средах. Отливки из этой стали получают методом точного литья по выплавляемым моделям, что обеспечивает воспроизводимость геометрии лопаток, сопловых аппаратов и корпусных элементов без механической обработки сложных профилей. Сплав сохраняет структуру -матрицы с упрочняющей -фазой на основе Ni(Al, Ti) и карбидной сеткой по границам зёрен, что определяет сопротивление ползучести при высоких температурах.

Химический состав и структура

Содержание хрома — 18–22 % — обеспечивает жаростойкость за счёт формирования плотной оксидной плёнки CrO. Вольфрам (4,5–6,5 %) и молибден (2,5–4,0 %) повышают жаропрочность и сопротивление термической усталости. Титан и алюминий в сумме 4,0–6,0 % формируют упрочняющую -фазу. Ванадий (0,5–1,5 %) стабилизирует карбиды и повышает пластичность при литье. Углерод в пределах 0,08–0,15 % участвует в образовании карбидов типа MeC и MeC, армирующих границы зёрен.

Механические свойства литого металла

• Предел прочности при 20 C — не менее 900 МПа.
• Предел длительной прочности при 800 C за 1000 ч — 120–160 МПа.
• Относительное удлинение при 20 C — 6–10 %.
• Жаропрочность при 900 C за 100 ч — 60–80 МПа.
• Твёрдость после термообработки — 280–340 HB.
• Плотность — 8,3–8,5 г/см.

Технология литья и термообработки

Отливки получают литьём по выплавляемым моделям с вакуумной плавкой в индукционных печах. Температура заливки — 1450–1520 C. После литья проводится гомогенизирующий отжиг при 1150–1180 C в течение 4–6 ч, затем двухступенчатое старение: 1050 C (4 ч) и 850 C (8–16 ч). Такая схема обеспечивает выделение мелкодисперсной -фазы и растворение эвтектических карбидов. Для ответственных отливок применяют горячее изостатическое прессование при 1180 C и давлении 150 МПа для устранения усадочной пористости.

Типовые отливки и области применения

• Лопатки и сопловые аппараты газотурбинных двигателей и установок.
• Детали камер сгорания энергетических и авиационных ГТУ.
• Арматура высокотемпературных печей и нагревательных агрегатов.
• Элементы выхлопных систем и газоходов металлургических производств.
• Детали крепления и экраны в установках пиролиза и крекинга.
• Корпусные детали турбокомпрессоров и нагнетателей.

Сравнение с другими литейными жаропрочными сплавами

Дефекты литья и контроль качества

Основные дефекты отливок из ХН70ВМТЮФ — усадочная пористость, горячие трещины и ликвация тугоплавких элементов. Контроль осуществляется методами рентгеновской дефектоскопии, ультразвуковой толщинометрии и капиллярной дефектоскопии. Для ответственных деталей проводится металлографический анализ на наличие эвтектических карбидов и оценка размеров -фазы. Химический состав подтверждается спектральным анализом каждой плавки.

Вопросы и ответы