Поковки ХН35ВТ в Минске

Поковки из жаропрочного сплава ХН35ВТ: свойства, сортамент и применение

Поковки ХН35ВТ — изделия, получаемые горячей пластической деформацией (ковкой, штамповкой, прессованием) из жаропрочного никель-хромового сплава системы Ni–Cr–W–Ti–Al. Сплав ХН35ВТ (близкий аналог по составу — ЭИ787, зарубежные соответствия — Nimonic 90-типа) относится к дисперсионно-твердеющим аустенитным сплавам, упрочняемым выделением интерметаллидной -фазы на основе Ni(Al, Ti). Поковки сохраняют работоспособность при длительной эксплуатации в интервале 700–900 C, что определяет их применение в горячих узлах газотурбинных установок, энергетического и металлургического оборудования.

Химический состав и структура

Основу сплава составляет никель (основа, ~55–60 %). Легирующие элементы обеспечивают жаропрочность и окалиностойкость:

• хром — 18–22 %: жаростойкость, сопротивление сульфидной коррозии;
• вольфрам — 4–6 %: твердорастворное упрочнение, замедление диффузии;
• титан — 2,0–2,8 % и алюминий — 1,0–1,6 %: формирование -фазы;
• углерод — не более 0,10 %; кремний и марганец — в пределах 0,6–1,0 %;
• железо — не более 4 %; сера и фосфор — ограничены как вредные примеси.

После ковки заготовки подвергают гомогенизации и последующей термической обработке: закалке (аустенитизации) при 1080–1120 C с охлаждением и старению при 700–800 C. Именно старение выделяет мелкодисперсные частицы -фазы, обеспечивающие предел длительной прочности. Структура — аустенитная с равномерно распределёнными карбидами и упрочняющей фазой.

Механические свойства поковок

Свойства поковок ХН35ВТ зависят от режима деформации и термообработки. Типичные значения при комнатной температуре и в рабочем диапазоне:

Плотность сплава — около 8,2 г/см, температура начала интенсивного окисления на воздухе — выше 950 C. Поковки обладают удовлетворительной обрабатываемостью резанием в термообработанном состоянии и свариваются аргонодуговой сваркой с последующей термообработкой соединения.

Технология изготовления и сортамент

Поковки ХН35ВТ получают ковкой слитков или прессованных заготовок на гидравлических прессах и молотах. Температурный интервал ковки — 1150–950 C; нагрев ведут в электрических печах сопротивления с защитной атмосферой для минимизации окалинообразования. Сортамент включает:

• цилиндрические поковки валов и осей диаметром 100–600 мм;
• диски и кольца для роторов турбин;
• поковки типа «плита», «кубик», «стакан» по чертежам заказчика;
• штампованные заготовки лопаток и крепёжных деталей;
• прутки кованые круглого и квадратного сечения.

Контроль качества выполняют по ГОСТ 25054, ГОСТ 5639 и отраслевым ТУ: проверяют макро- и микроструктуру, механические свойства при нормальной и повышенной температуре, ультразвуковую дефектоскопию на отсутствие внутренних несплошностей.

Области применения

Поковки ХН35ВТ востребованы там, где требуется сочетание жаропрочности и окалиностойкости при знакопеременных нагрузках:

• диски и рабочие лопатки газовых турбин энергетических и газоперекачивающих агрегатов;
• детали камер сгорания и жаровых труб;
• крепёж горячего тракта (болты, шпильки) металлургических печей;
• арматура высокотемпературных установок нефтехимии;
• оснастка для горячей штамповки и прессования.

В газотурбинных установках поковки работают при 750–850 C в условиях термоциклирования, что предъявляет повышенные требования к стабильности структуры и отсутствию дефектов ковки.

Вопросы и ответы