Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Отливки из жаропрочной стали ХН80ТБЮ: свойства, технология и применение
Отливки из жаропрочной стали ХН80ТБЮ — это изделия, получаемые методом литья по выплавляемым моделям или в вакуумных печах, предназначенные для работы при температурах до 900–1000 C в условиях одновременного действия механических нагрузок и агрессивных газовых сред. Сталь ХН80ТБЮ (аналог ЭИ607, по ГОСТ 5632) относится к классу никелевых жаропрочных сплавов, легированных титаном, алюминием и ниобием, что обеспечивает дисперсионное твердение и высокую длительную прочность.
Химический состав и структура
Основу сплава составляет никель — 72–78 %. Легирующие элементы формируют гетерофазную структуру с интерметаллидными выделениями '-фазы Ni(Al, Ti). Ниобий связывает углерод в карбиды NbC, повышая стойкость к межкристаллитной коррозии. Термическая обработка отливок включает гомогенизацию при 1150–1180 C и последующее старение при 750–800 C.
- Никель (Ni) — основа, 72–78 %
- Хром (Cr) — 13–16 %, жаростойкость
- Титан (Ti) — 1,8–2,5 %, упрочнитель
- Алюминий (Al) — 0,6–1,2 %, '-фаза
- Ниобий (Nb) — 1,8–2,5 %, карбидообразование
- Углерод (C) — не более 0,08 %
Механические свойства при рабочих температурах
Отливки из ХН80ТБЮ сохраняют предел длительной прочности на уровне 180–220 МПа при 800 C за 1000 часов испытаний. Предел текучести при 20 C составляет не менее 550 МПа, относительное удлинение — 12–18 %. Жаропрочные отливки применяются в условиях термоциклирования, поэтому важна стойкость к малоцикловой усталости.
| Параметр | 20 C | 700 C | 800 C | 900 C |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 750 | 520 | 340 | 180 |
| Предел текучести, МПа | 550 | 420 | 280 | 140 |
| Относительное удлинение, % | 12–18 | 10–15 | 8–12 | 6–10 |
| Длительная прочность за 1000 ч, МПа | — | 280 | 180–220 | 90 |
Технология литья
Отливки из ХН80ТБЮ получают литьём по выплавляемым моделям в вакуумно-индукционных печах или в среде аргона. Вакуумная плавка предотвращает насыщение расплава кислородом и азотом, которые снижают пластичность. Формы изготавливают из электрокорунда или циркониевых смесей. После заливки отливки проходят горячее изостатическое прессование для устранения усадочной пористости.
- Литьё по выплавляемым моделям — сложная геометрия, тонкие стенки
- Вакуумно-индукционная плавка — чистота расплава
- Горячее изостатическое прессование — плотность выше 99 %
- Термообработка: гомогенизация + старение
- Контроль: рентгенография, люминесцентная дефектоскопия
Области применения
Отливки из жаропрочной стали ХН80ТБЮ востребованы в газотурбинных установках, где рабочие лопатки и сопловые аппараты подвергаются воздействию продуктов сгорания при 850–950 C. В нефтехимии из них изготавливают змеевики трубчатых печей пиролиза, арматуру установок каталитического крекинга. В металлургии — ролики печей отжига, детали коксовых батарей.
- Газотурбинные двигатели — лопатки, сопловые аппараты
- Нефтехимия — змеевики печей пиролиза, крекинг-арматура
- Металлургия — ролики печей отжига, глиссажные плиты
- Энергетика — детали пароперегревателей, крепёж
- Авиастроение — элементы камер сгорания
Вопросы и ответы
Какой максимальной рабочей температуры выдерживают отливки из ХН80ТБЮ?
Длительная эксплуатация возможна до 900–1000 C. При 1000 C ресурс ограничен, рекомендуется применять при 850–900 C для сохранения длительной прочности.
Чем отличается ХН80ТБЮ от литейного сплава ЖС6У?
ХН80ТБЮ — деформируемый никелевый сплав с меньшим содержанием алюминия и титана, обладает лучшей свариваемостью. ЖС6У — литейный сплав с повышенным содержанием '-фазы, более жаропрочный, но менее пластичный.
Какая термообработка требуется для отливок?
Гомогенизация при 1150–1180 C в течение 4–8 часов, затем старение при 750–800 C в течение 8–16 часов. Режим подбирается под толщину стенки отливки.
Возможна ли сварка отливок из ХН80ТБЮ?
Да, сплав сваривается аргонодуговой сваркой с использованием присадочной проволоки на никелевой основе. Требуется предварительный подогрев до 200–300 C и последующая термообработка.