Прутки из сплавов ЭИ563 в Минске

Прутки из сплава ЭИ563: жаропрочный никелевый прокат для деталей ГТД

Прутки из сплава ЭИ563 — это горячекатаный и кованый сортовой прокат из сложнолегированного никель-хромового сплава системы Ni–Cr–W–Mo–Al–Ti, упрочняемого интерметаллидной -фазой. Сплав относится к классу деформируемых жаропрочных материалов и сохраняет работоспособность при длительном воздействии температур до 750–800 C. По химическому составу и уровню жаропрочности ЭИ563 близок к зарубежным аналогам группы Nimonic 80A / ЭИ437Б, но отличается повышенным содержанием вольфрама и молибдена, что увеличивает сопротивление ползучести в интервале 650–750 C.

Прутки поставляются в термообработанном состоянии (закалка + старение) либо в состоянии поставки под последующую механическую и термическую обработку. Структура — аустенитная матрица с равномерно распределёнными частицами упрочняющей фазы размером 20–80 нм. Типичные виды поставки: круглые прутки диаметром 8–200 мм, кованые заготовки, прутки квадратного и шестигранного сечения.

Сортамент и технические параметры

• Диаметр горячекатаных прутков — 8–100 мм, кованых — 100–250 мм.
• Длина прутков — 1,5–6,0 м; мерная, немерная, кратная.
• Предел прочности при 20 C — не менее 1100 МПа.
• Предел длительной прочности при 700 C за 1000 ч — не менее 180 МПа.
• Относительное удлинение — не менее 15 %.
• Твёрдость после старения — 280–360 HB.

Химический состав и упрочнение

Основа сплава — никель (не менее 55 %). Хром в пределах 18–21 % обеспечивает жаростойкость и сопротивление сульфидной коррозии. Вольфрам и молибден суммарно до 8 % повышают жаропрочность за счёт твердорастворного упрочнения. Алюминий и титан (суммарно 2,0–3,5 %) формируют -фазу Ni(Al, Ti), которая выделяется при старении в интервале 700–800 C. Микролегирование бором и церием улучшает технологическую пластичность при горячей деформации.

Технологические особенности обработки

Прутки из ЭИ563 обрабатываются резанием в термообработанном состоянии с применением твердосплавного инструмента (группа K20–K40) и обильным охлаждением. Скорость резания при точении — 15–30 м/мин, подача — 0,1–0,3 мм/об. Склонность к наклёпу требует минимизации повторных проходов по одной поверхности. Сварка возможна аргонодуговым способом с последующей термообработкой для восстановления свойств зоны термического влияния.

Горячая деформация (ковка, штамповка) выполняется в интервале 1050–1150 C с окончанием не ниже 950 C. Перегрев выше 1200 C приводит к росту зерна и снижению длительной прочности.

Области применения

• Рабочие и сопловые лопатки газотурбинных двигателей и установок.
• Крепёжные детали горячего тракта: болты, шпильки, гайки камер сгорания.
• Диски и кольца турбокомпрессоров наддува ДВС.
• Детали арматуры энергетических паропроводов высокого давления.
• Элементы выхлопных систем и коллекторов в авиационном двигателестроении.
• Оснастка для горячей штамповки и прессования.

Нормативная база

Поставка прутков регламентируется техническими условиями и стандартами на жаропрочные никелевые сплавы. Контроль макро- и микроструктуры, ультразвуковая дефектоскопия, определение механических свойств при комнатной и рабочей температуре — обязательные приёмо-сдаточные испытания. Прутки маркируются с указанием номера плавки, что обеспечивает прослеживаемость от слитка до готовой детали.

Вопросы и ответы