Поковки ХН62БМКТЮ-ИД в Минске

Поковки из сплава ХН62БМКТЮ-ИД: жаропрочный никелевый сплав для ответственных деталей ГТД

Поковки ХН62БМКТЮ-ИД — деформированные полуфабрикаты из жаропрочного никелевого сплава системы Ni–Cr–Mo–Nb–Ti–Al, выплавляемого в вакуумно-индукционной печи с последующим вакуумно-дуговым или электрошлаковым переплавом. Индекс «ИД» обозначает вакуумно-дуговой переплав (ВДП) с регламентированным содержанием примесей внедрения — серы, фосфора, кислорода и азота. Сплав относится к классу дисперсионно-твердеющих: упрочнение достигается выделением -фазы на основе Ni(Al, Ti) при старении. Поковки предназначены для изготовления дисков, валов, колец и крепёжных элементов газотурбинных двигателей, работающих при температуре до 750–800 C в условиях длительного статического и циклического нагружения.

Химический состав и структурные особенности

Сплав ХН62БМКТЮ-ИД содержит никелевую основу с легирующим комплексом, обеспечивающим сочетание жаропрочности и коррозионной стойкости:

• хром — 8,0–10,0 %: защита от высокотемпературной газовой коррозии;
• молибден — 8,0–10,0 %: твёрдорастворное упрочнение, сопротивление ползучести;
• ниобий — 1,5–2,5 %: стабилизация карбидной фазы NbC, торможение роста зерна;
• титан — 1,5–2,5 % и алюминий — 3,5–5,0 %: формирование -фазы;
• кобальт — 5,0–7,0 %: повышение температуры растворения упрочняющей фазы;
• углерод — не более 0,08 %; сера — не более 0,007 %; фосфор — не более 0,010 %.

Регламентированное содержание примесей внедрения в сплаве с индексом «ИД» снижает склонность к образованию горячих трещин при деформации и повышает длительную прочность. Структура поковок после термической обработки — аустенитная матрица с равномерно распределёнными выделениями -фазы размером 20–50 нм и карбидами типа MeC и MC по границам зёрен.

Технология изготовления поковок

Производственный цикл включает вакуумно-индукционную выплавку шихты, вакуумно-дуговой переплав расходуемого электрода, гомогенизационный отжиг слитка при 1150–1180 C в течение 12–16 часов, затем горячую деформацию (ковку или прессование) в интервале температур 1050–1120 C. Суммарная степень деформации при ковке — не менее 50 % для обеспечения проработки литой структуры. Окончательная термическая обработка состоит из закалки от 1080–1100 C (охлаждение в масле или на воздухе) и двухступенчатого старения: 750–780 C, 8–12 часов, затем 620–650 C, 8–16 часов.

Поковки поставляются в виде цилиндрических заготовок, дисков, колец, плит и валов. Контроль качества включает ультразвуковую дефектоскопию по ГОСТ Р 50-603-49, макро- и микроструктурный анализ, определение механических свойств при комнатной и рабочей температуре.

Механические свойства при различных температурах

Области применения

Поковки ХН62БМКТЮ-ИД применяются в следующих узлах и системах:

• диски и рабочие лопатки турбин высокого давления авиационных ГТД;
• роторы и валы компрессоров энергетических газотурбинных установок;
• кольцевые заготовки камер сгорания и переходных секций;
• крепёжные детали (болты, шпильки) горячего тракта с рабочей температурой до 750 C;
• элементы выхлопных систем и теплообменных аппаратов высокотемпературных контуров.

В нефтегазовой отрасли поковки используются для изготовления деталей арматуры высокого давления, работающей в средах с температурой до 700 C. В металлургии — для роликов и оправок прокатных станов горячей прокатки.

Обрабатываемость и свариваемость

Сплав относится к труднообрабатываемым: твёрдость в состоянии поставки — 280–340 HB. Обработка резанием выполняется твердосплавным инструментом с износостойкими покрытиями на пониженных скоростях (15–30 м/мин) с обильным охлаждением. Свариваемость ограниченная — рекомендуется аргонодуговая сварка в камерах с контролируемой атмосферой с последующей термообработкой сварного соединения.

Вопросы и ответы