Отливки из жаропрочной стали ХН70ВМЮТ в Минске

Отливки из жаропрочной стали ХН70ВМЮТ

Отливки из жаропрочной стали ХН70ВМЮТ — 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, алюминием и титаном. Химический состав нормируется по ГОСТ 5632, а технические условия на отливки — по ГОСТ 2176 или отраслевым ТУ, в зависимости от назначения и класса точности.

Основное отличие отливок из ХН70ВМЮТ от деформируемого проката той же марки — литая структура с дендритной ликвацией и более крупным зерном. Это определяет специфику механических свойств: кратковременная прочность при 20 C несколько ниже, чем у поковок, однако жаропрочность и сопротивление ползучести при температурах 800–1000 C остаются на высоком уровне. После гомогенизирующего отжига и полного цикла термической обработки (закалка + старение) отливки приобретают рабочую структуру с выделением упрочняющей -фазы.

Технические характеристики и свойства

Отливки из ХН70ВМЮТ характеризуются стабильным сочетанием кратковременной и длительной прочности. Предел прочности при комнатной температуре составляет 850–1050 МПа, предел текучести — 600–750 МПа, относительное удлинение — 6–12 %. При нагреве до 900 C предел прочности снижается до 220–280 МПа, что соответствует требованиям к материалам для газотурбинных установок. Длительная прочность при 900 C и напряжении 100 МПа обеспечивает ресурс не менее 100 часов.

Жаростойкость сплава обусловлена образованием плотной оксидной пленки CrO, легированной алюминием. Отливки сохраняют стойкость к газовой коррозии при температурах до 1050 C в окислительной среде. В средах с сернистыми соединениями стойкость снижается, что ограничивает применение материала в топливных системах с высоким содержанием серы.

Технология литья и особенности производства

Изготовление отливок из ХН70ВМЮТ требует строгого контроля параметров плавки и заливки. Сплав обладает низкой жидкотекучестью и склонностью к образованию усадочных раковин и горячих трещин, что обусловлено широким интервалом кристаллизации. Для получения плотных отливок применяются:

• плавка в вакуумных индукционных печах с контролем содержания газов;
• литьё по выплавляемым моделям для фасонных деталей сложной конфигурации;
• литьё в оболочковые керамические формы с подогревом до 900–1000 C;
• направленная кристаллизация для лопаток газовых турбин;
• термическая обработка по режимам: закалка 1150–1180 C, старение 800–850 C.

Механическая обработка отливок затруднена из-за высокой твёрдости и наклёпываемости сплава. Рекомендуется применение твердосплавного инструмента с износостойкими покрытиями и пониженными режимами резания. Сварка отливок допускается только с предварительным и сопутствующим подогревом до 600–700 C с использованием электродов того же состава.

Применение отливок из ХН70ВМЮТ

Отливки из жаропрочной стали ХН70ВМЮТ востребованы в узлах, работающих при температурах выше 800 C под нагрузкой. Основные области применения:

• сопловые и рабочие лопатки газотурбинных двигателей;
• камеры сгорания и жаровые трубы авиационных и промышленных ГТУ;
• корпуса и крышки турбин, работающие при 850–950 C;
• элементы выхлопных систем и коллекторов;
• детали печного оборудования и термических агрегатов;
• арматура для установок крекинга и пиролиза углеводородов.

В энергетическом машиностроении отливки применяются для изготовления диафрагм и сопловых аппаратов паровых турбин с температурой пара до 650 C. В химической промышленности материал используется для деталей установок паровой конверсии метана, где требуется сочетание жаропрочности и стойкости к окислительным средам.

Контроль качества и дефектоскопия

Каждая партия отливок из ХН70ВМЮТ проходит входной контроль химического состава спектральным методом. Обязательными являются рентгенографический контроль на отсутствие усадочных раковин и газовой пористости, а также люминесцентная или цветная дефектоскопия для выявления поверхностных трещин. Для ответственных деталей дополнительно проводится ультразвуковой контроль и контроль макроструктуры на темплетах.

Допустимые отклонения размеров отливок регламентируются классом точности по ГОСТ 26645. Для лопаток турбин применяется 3–5 класс точности, для корпусных деталей — 7–9 класс. Шероховатость литой поверхности составляет Rz 40–80 мкм, после механической обработки — Ra 1,6–3,2 мкм.

Вопросы и ответы