Прутки из сплава ЭП52-ВИ: жаропрочный никелевый прокат для газотурбинных систем
Прутки из сплава ЭП52-ВИ — это горячедеформированный или холоднотянутый сортовой прокат из дисперсионно-твердеющего никель-хромового сплава системы Ni–Cr–Nb–Mo–Al–Ti, выплавляемого методом вакуумно-индукционной переплавки (ВИ). Маркировка «ВИ» указывает на вакуумно-индукционную технологию получения слитка, обеспечивающую минимальное содержание газов, неметаллических включений и серы. Сплав соответствует марке ХН77ТЮР (ГОСТ 5632) и применяется в состоянии после закалки и старения, при котором достигается сочетание жаропрочности до 750–800 C и стойкости к окислению в продуктах сгорания топлива.
Сортамент и геометрические параметры
Прутки поставляются в соответствии с требованиями ГОСТ 22407, ГОСТ 2590, ГОСТ 2591, а также ведомственных ТУ на жаропрочный прокат. Диапазон диаметров — от 8 до 200 мм для горячекатаных и кованых прутков, от 3 до 30 мм для холоднотянутых. Длина прутков в прутках мерной длины — 1,5–6 м, в бухтах — до 300 кг. Кривизна на 1 м длины не превышает 3 мм для холоднотянутых и 6 мм для горячекатаных прутков.
- Горячекатаные прутки — 20–200 мм, допуск по ГОСТ 2590 (В, С, D)
- Кованые прутки — 80–250 мм, с механической обработкой или без
- Холоднотянутые прутки — 3–30 мм, квалитет h9–h11
- Шлифованные прутки — 5–60 мм, Ra 1,25 мкм
- Прутки-заготовки под электроэрозионную обработку — 10–80 мм
Химический состав и структура
Сплав ЭП52-ВИ содержит 19–22 % Cr, 2,4–2,8 % Ti, 0,6–1,0 % Al, 1,8–2,3 % Nb, 2,5–3,5 % Mo, до 0,06 % C, основа — Ni. После закалки с 1080–1120 C в масле или на воздухе и старения при 700–750 C в течение 8–16 ч формируется гетерогенная структура с выделением упрочняющих фаз -Ni(Al, Ti) и карбонитридов Nb(C, N). Такая структура обеспечивает предел длительной прочности — не менее 280 МПа и предел текучести при 20 C — 700–850 МПа.
| Параметр | Значение | Условие испытания | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | 1100 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести | 700 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 20 | 20 C | % | ГОСТ 1497 |
| Длительная прочность | 280 | 750 C | МПа | ГОСТ 10145 |
| Плотность | 8,2 | 20 C | г/см | — |
| Твёрдость | 255–321 | после старения | HB | ГОСТ 9012 |
Технологические свойства и обработка
Прутки из ЭП52-ВИ обладают ограниченной технологической пластичностью в закалённом состоянии — обработка резанием возможна только после старения или в состоянии поставки с предварительной термической обработкой. Обрабатываемость резанием оценивается как удовлетворительная при использовании твердосплавного инструмента класса P25–P35 с износостойкими покрытиями TiAlN. Свариваемость ограничена — рекомендуется аргонодуговая сварка с предварительным подогревом до 200–300 C и последующей термообработкой.
- Обработка резанием — точение, фрезерование, сверление твёрдосплавным инструментом
- Электроэрозионная обработка — для пазов, отверстий, профилей
- Шлифование — кругами из электрокорунда или кубического нитрида бора
- Сварка — аргонодуговая, электронно-лучевая, с подогревом
- Термообработка — закалка 1080–1120 C, старение 700–750 C
Области применения
Прутки из сплава ЭП52-ВИ используются для изготовления деталей горячего тракта газотурбинных двигателей и энергетических установок, работающих при температурах до 750–800 C в условиях длительного нагружения. Из них изготавливают крепёжные элементы, шпильки, болты, оси, втулки, а также заготовки для последующей механической обработки.
- Газотурбинные двигатели — крепёж горячего тракта, диски, кольца
- Энергетические ГТУ — шпильки, болты, элементы камер сгорания
- Авиационные двигатели — детали турбины, сопловые аппараты
- Химическое оборудование — арматура высокотемпературных реакторов
- Металлургия — оснастка для горячей обработки, оправки
Вопросы и ответы
Какая марка стали соответствует сплаву ЭП52-ВИ?
Сплав ЭП52-ВИ соответствует марке ХН77ТЮР по ГОСТ 5632 и применяется в жаропрочном состоянии после закалки и старения.
Какой максимальный диаметр прутков из ЭП52-ВИ доступен?
Горячекатаные и кованые прутки поставляются диаметром до 200–250 мм, холоднотянутые — до 30 мм.
При какой температуре эксплуатируются прутки из ЭП52-ВИ?
Длительная рабочая температура — до 750–800 C в окислительной среде продуктов сгорания топлива.
Требуется ли термообработка прутков после механической обработки?
Да, для восстановления жаропрочных свойств после сварки или деформации рекомендуется закалка 1080–1120 C и старение 700–750 C.
