Пруток с заданными свойствами упругости ЭП51 в Минске

Пруток ЭП51 с заданными свойствами упругости: жаропрочный сплав на никелевой основе

Пруток ЭП51 — металлопродукция из жаропрочного деформируемого сплава на никель-хромовой основе (система Ni–Cr–W–Mo–Al–Ti), поставляемая в термообработанном состоянии с регламентированным комплексом упругих характеристик. Сплав относится к классу дисперсионно-твердеющих: упрочнение достигается выделением интерметаллидной -фазы при старении, что обеспечивает сочетание высокого предела упругости и сопротивления релаксации напряжений при рабочих температурах до 750–800 C.

Ключевое отличие прутка с заданными свойствами упругости от стандартного сортамента — нормирование не только прочностных, но и упругих параметров: модуля упругости, предела пропорциональности, релаксационной стойкости. Это критично для изготовления упругих элементов, работающих в условиях знакопеременного нагружения и нагрева.

Нормируемые упругие и прочностные характеристики

• Модуль упругости при 20 C — 200–215 ГПа; при 700 C — не ниже 165 ГПа
• Предел пропорциональности — 620–780 МПа в зависимости от режима старения
• Предел упругости при остаточной деформации 0,005 % — 550–700 МПа
• Релаксационная стойкость: падение напряжения за 100 ч при 600 C — не более 12 %
• Предел текучести — 750–950 МПа; временное сопротивление — 1000–1200 МПа
• Относительное удлинение — 12–20 %; ударная вязкость KCU — 40–70 Дж/см

Сортамент и геометрические параметры

Пруток поставляется горячекатаным или кованым с последующей механической обработкой и термической обработкой. Диаметр — от 12 до 120 мм; длина — 1000–4000 мм. Кривизна на 1 м длины — не более 3 мм. Шероховатость поверхности после обточки — Ra 3,2 мкм. Допуски на диаметр соответствуют квалитетам h11–h12 при поставке без дополнительной обработки и h9–h10 для шлифованного прутка.

Термическая обработка и формирование упругих свойств

Заданные свойства упругости формируются двухступенчатой термической обработкой: гомогенизация при 1080–1120 C с последующей закалкой в воде или на воздухе, затем старение при 700–780 C в течение 8–16 ч. Температура и выдержка старения определяют размер и объёмную долю -фазы, что напрямую влияет на предел упругости и релаксационную стойкость. Для прутков малого диаметра применяется ступенчатое старение с промежуточной выдержкой при 650 C для снижения градиента напряжений.

Области применения

• Упругие элементы газотурбинных двигателей: пружины клапанов, мембраны, сильфоны
• Датчики давления и деформации в системах контроля энергетических установок
• Пружинные узлы арматуры высокого давления в нефтегазовой отрасли
• Упругие элементы крепления в авиационных конструкциях, работающих при нагреве
• Оснастка для горячей штамповки и прессования с упругим возвратом
• Элементы виброзащиты в металлургическом и химическом оборудовании

Технологические особенности обработки

Пруток ЭП51 обрабатывается резанием в термообработанном состоянии с применением твердосплавного инструмента и обильного охлаждения. Склонность к наклёпу требует снижения подачи при точении и фрезеровании. Сварка возможна только в состоянии поставки до старения; после старения сварные соединения теряют заданные упругие характеристики в зоне термического влияния. Гибка и формообразование упругих элементов выполняются до окончательного старения с последующей фиксацией формы в оснастке.

Вопросы и ответы