Отливки из жаропрочной стали ХН75ВМЮ: характеристики, применение и параметры литья
ХН75ВМЮ — дисперсионно-твердеющий никелевый сплав системы Ni–Cr–Mo–W–Al–Ti с рабочими температурами до 750–800 C. Отливки из этой стали получают методами точного литья по выплавляемым моделям и вакуумно-индукционной плавки, что обеспечивает стабильность химического состава и минимальное газонасыщение. Сплав применяется в условиях одновременного действия высоких температур, окислительных сред и знакопеременных нагрузок.
Химический состав и структура
Основа сплава — никель (около 75 %). Легирующие элементы формируют гетерофазную структуру с упрочняющей -фазой на основе Ni(Al, Ti). Молибден и вольфрам повышают жаропрочность и сопротивление ползучести, хром обеспечивает жаростойкость при высокотемпературном окислении.
- Никель (Ni) — основа, 70–78 %
- Хром (Cr) — 14–17 %
- Молибден (Mo) — 4–6 %
- Вольфрам (W) — 4–6 %
- Алюминий (Al) — 1,5–2,5 %
- Титан (Ti) — 1,5–2,5 %
Механические свойства при рабочих температурах
Предел длительной прочности при 750 C составляет не менее 250 МПа за 1000 ч. Сплав сохраняет пластичность после длительной эксплуатации, что критично для литых деталей сложной геометрии. Жаростойкость при 800 C — потеря массы не более 0,5 г/(мч).
| Параметр | 20 C | 600 C | 750 C | 800 C |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 900 | 650 | 420 | 350 |
| Предел текучести, МПа | 600 | 450 | 300 | 250 |
| Относительное удлинение, % | 12 | 10 | 8 | 6 |
| Длительная прочность за 1000 ч, МПа | — | 380 | 250 | 180 |
Технология литья
Отливки ХН75ВМЮ изготавливают вакуумно-индукционной плавкой с последующей заливкой в керамические формы. Температура заливки — 1450–1520 C. Термообработка включает гомогенизацию при 1150–1180 C, закалку и старение при 800–850 C для выделения упрочняющей -фазы. Литейная усадка — 1,8–2,2 %.
Области применения
- Лопатки и сопловые аппараты газотурбинных установок
- Детали камер сгорания авиационных двигателей
- Арматура высокотемпературных печей и реакторов
- Элементы выхлопных систем энергетических котлов
- Детали установок каталитического крекинга
- Корпусные элементы турбонагнетателей
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура отливок из ХН75ВМЮ?
Длительная эксплуатация возможна до 750–800 C. Кратковременно сплав выдерживает нагрев до 900 C без необратимого снижения прочностных характеристик.
Какие методы литья применяются для ХН75ВМЮ?
Основной метод — литьё по выплавляемым моделям в вакууме. Для крупногабаритных отливок применяют вакуумно-индукционную плавку с заливкой в керамические формы.
Требуется ли термообработка литых деталей из ХН75ВМЮ?
Да. Проводят гомогенизацию при 1150–1180 C, закалку и старение при 800–850 C для формирования упрочняющей -фазы и снятия литейных напряжений.
Какова стойкость ХН75ВМЮ к высокотемпературной коррозии?
Сплав устойчив в окислительных средах до 800 C. Потеря массы при испытаниях — не более 0,5 г/(мч). В сульфидсодержащих средах требуется защитное покрытие.
