Прутки из сплавов ЭИ595 в Минске

Прутки из сплава ЭИ595: жаропрочный никелевый прокат для газотурбинных систем

Прутки из сплава ЭИ595 (ХН77ТЮР, современное обозначение ХН77ТЮР-ВД) представляют собой деформированный полуфабрикат на основе никеля, легированный хромом, титаном, алюминием и вольфрамом. Сплав относится к классу дисперсионно-твердеющих жаропрочных материалов и сохраняет работоспособность при длительном воздействии температур до 750–800 C. Прутки поставляются в горячекатаном, кованом или холоднотянутом состоянии с последующей термической обработкой по режиму: закалка от 1080–1120 C в масле или на воздухе, старение при 700–750 C с выдержкой 8–16 часов.

Структура металла после старения — -матрица с выделениями упрочняющей -фазы на основе Ni(Al, Ti). Именно эти выделения обеспечивают предел длительной прочности ₁₀₀⁷⁵⁰ на уровне 180–220 МПа. Прутки ЭИ595 применяются там, где требуется сочетание жаропрочности, сопротивления окислению и стабильности размеров при циклических теплосменах.

Сортамент и технические параметры

Прутки изготавливаются диаметром от 8 до 200 мм в зависимости от способа производства. Горячекатаные прутки — 8–100 мм, кованые — 100–200 мм, холоднотянутые — 8–30 мм с повышенной точностью по диаметру (h9–h11). Длина мерная — 1,5–6 м, немерная — до 4 м. Кривизна прутков не превышает 0,5 % длины для горячекатаных и 0,3 % для холоднотянутых.

Химический состав и фазовое упрочнение

Массовые доли основных элементов в сплаве ЭИ595: никель — основа, хром — 19–22 %, титан — 2,4–2,8 %, алюминий — 0,6–1,0 %, вольфрам — 4,5–5,5 %, молибден — до 1,0 %, углерод — не более 0,08 %. Вольфрам повышает температуру рекристаллизации и замедляет диффузионные процессы, что критично для эксплуатации в условиях ползучести. Титан и алюминий формируют -фазу с объёмной долей до 35–40 %.

При нагреве выше 850 C начинается коагуляция упрочняющей фазы и падение длительной прочности. Поэтому прутки ЭИ595 не рекомендуются для длительной работы при температурах свыше 800 C без защитных покрытий. Кратковременный нагрев до 900–950 C допустим при термообработке или пайке.

Области применения

• Диски, лопатки и крепёжные элементы газотурбинных двигателей и энергетических ГТУ.
• Детали камер сгорания и выхлопных трактов авиационных двигателей.
• Арматура высокотемпературных печей сопротивления и нагревательных установок.
• Элементы крепежа для нефтехимических реакторов каталитического крекинга.
• Пружины и упругие элементы, работающие при 600–750 C в окислительной среде.
• Оснастка для горячей штамповки и прессования жаропрочных сталей.

Обрабатываемость и сварка

Механическая обработка прутков ЭИ595 затруднена из-за склонности к наклёпу и низкой теплопроводности ( 11 Вт/(мК) при 20 C). Рекомендуется резание твердосплавным инструментом на пониженных скоростях (15–25 м/мин) с обильным охлаждением. Сварка возможна аргонодуговым методом с предварительным подогревом до 200–300 C и последующей термообработкой сварного соединения по режиму старения.

Вопросы и ответы