Прутки из сплавов ЭП51-ВИ в Минске

Прутки из сплавов ЭП51-ВИ: жаропрочный никелевый сплав для деталей ГТД

Прутки из сплава ЭП51-ВИ — это деформированные полуфабрикаты из жаропрочного никелевого сплава системы Ni–Cr–W–Mo–Al–Ti, выплавляемого по технологии вакуумно-индукционной плавки (ВИ). Марка ЭП51-ВИ соответствует сплаву ХН60ВТ (по ГОСТ 5632) и применяется для изготовления деталей горячего тракта газотурбинных двигателей, работающих при температурах до 900–1000 C. Ключевое отличие от сплава ЭП51 без индекса — вакуумная плавка, обеспечивающая пониженное содержание газов, неметаллических включений и примесей серы и фосфора.

Химический состав и структура

Сплав ЭП51-ВИ содержит никелевую основу с легирующим комплексом, обеспечивающим жаропрочность и жаростойкость:

• хром — 23,0–26,0 %: жаростойкость, стойкость к сульфидной коррозии;
• вольфрам — 4,5–6,0 %: твёрдорастворное упрочнение -матрицы;
• молибден — до 1,0 %: повышение длительной прочности;
• титан — 0,3–0,8 % и алюминий — 0,3–0,8 %: образование упрочняющей -фазы Ni(Al,Ti);
• углерод — не более 0,10 %; сера — не более 0,010 %; фосфор — не более 0,015 %.

Структура после термической обработки — аустенитная -матрица с равномерно распределёнными частицами -фазы и карбидами типа MeC и MeC по границам зёрен. Вакуумная плавка снижает загрязнённость по оксидам и нитридам, что повышает сопротивление малоцикловой усталости при термоциклировании.

Сортамент и механические свойства

Прутки поставляются по ГОСТ 23705 и ТУ в горячекатаном, кованом или холоднотянутом исполнении, с обточкой или без, диаметром от 8 до 200 мм. Термообработка — закалка с 1080–1120 C в масло или на воздухе с последующим старением при 750–800 C.

Длительная прочность при 900 C за 100 ч — не менее 90 МПа; при 1000 C — не менее 45 МПа. Предел выносливости при 20 C на базе 10 циклов — порядка 350–400 МПа.

Технологические особенности

Сплав ЭП51-ВИ обладает ограниченной технологической пластичностью: обработка давлением выполняется в узком интервале температур 1150–1180 C с обязательным подогревом инструмента. Обрабатываемость резанием — удовлетворительная, требует твёрдосплавного инструмента и обильного охлаждения. Свариваемость ограничена: применяется аргонодуговая сварка с последующей термообработкой, но для ответственных соединений предпочтительны паяные или механические соединения.

Области применения

• рабочие и сопловые лопатки турбин авиационных ГТД и энергетических ГТУ;
• диски, кольца и крепёж горячего тракта камер сгорания;
• детали выхлопных систем и жаровых труб нефтегазовых установок;
• элементы арматуры высокотемпературных печей и агрегатов химического синтеза;
• заготовки для последующей штамповки и механической обработки деталей ГТД.

Вопросы и ответы