Шестигранник из нержавеющей стали ХН35ВТ: жаропрочный сортовой прокат для высокотемпературных узлов
Шестигранник из нержавеющей стали ХН35ВТ — сортовой прокат из жаропрочного никель-хромового сплава системы Ni–Cr–W–Ti, предназначенный для изготовления крепёжных деталей, шпинделей, штоков и элементов арматуры, работающих при температуре до 750–800 C. Сплав ХН35ВТ (близкий по составу к зарубежному Nimonic 80A) содержит 32–35 % никеля, 19–22 % хрома, 2,3–3,2 % титана и до 1,5 % вольфрама, что обеспечивает высокое сопротивление ползучести и окалиностойкость в окислительных средах.
Шестигранный профиль поставляется в горячекатаном или холоднотянутом исполнении с размером «под ключ» от 8 до 46 мм. Горячекатаный прокат нормируется по ГОСТ 2591 и ГОСТ 2879, холоднотянутый — по ГОСТ 8559 и ГОСТ 8560 с полями допусков h9, h10, h11. Кривизна прутков не превышает 0,5 % длины для холоднотянутого сортамента, что критично при подаче в автоматы продольного точения.
Технические характеристики и режимы обработки
Механические свойства шестигранника ХН35ВТ зависят от термической обработки. После закалки от 1080 C в воду или масло и старения при 700–750 C в течение 16 часов достигается предел текучести не менее 700 МПа при относительном удлинении 20–25 %. Сплав сохраняет структуру аустенита с выделениями упрочняющей -фазы на основе Ni(Al, Ti), что определяет его поведение под нагрузкой.
| Типоразмер «под ключ», мм | Способ изготовления | Поле допуска | Предел текучести, МПа | Рабочая температура, C |
|---|---|---|---|---|
| 10 | холоднотянутый | h9 | 750 | до 750 |
| 14 | холоднотянутый | h10 | 730 | до 750 |
| 19 | горячекатаный | h11 | 700 | до 800 |
| 24 | горячекатаный | h11 | 700 | до 800 |
| 36 | горячекатаный | h12 | 680 | до 800 |
Обработка резанием шестигранника ХН35ВТ ведётся твердосплавным инструментом класса P25–P35 на пониженных скоростях 20–35 м/мин с обильным охлаждением, поскольку сплав склонен к наклёпу и имеет низкую теплопроводность — около 12 Вт/(мК). Сварка выполняется аргонодуговым способом с поддувом защитного газа; после сварки требуется термообработка для восстановления жаропрочности.
Области применения
- Крепёж горячего тракта газотурбинных установок: болты, шпильки, гайки крепления камер сгорания и сопловых аппаратов.
- Детали арматуры энергетических котлов и паропроводов высокого давления, работающих на перегретом паре.
- Штоки и шпиндели запорной арматуры нефтехимических установок каталитического крекинга.
- Элементы оснастки термических печей, подвески и опоры нагревательных элементов сопротивления.
- Детали выхлопных систем и турбокомпрессоров двигателей специального назначения.
Нормативная база и приёмка
- ГОСТ 5632 — марки высоколегированных сталей и сплавов, включая ХН35ВТ.
- ГОСТ 2591, ГОСТ 2879 — сортамент горячекатаного шестигранного проката.
- ГОСТ 8559, ГОСТ 8560 — сортамент холоднотянутого шестигранника повышенной точности.
- ГОСТ 5949 — технические требования к сортовому прокату коррозионно-стойких и жаропрочных марок.
- ОСТ 1 92030 и ТУ производителей — для авиационного и энергетического назначения.
При входном контроле проверяют химический состав методом спектрального анализа, макро- и микроструктуру на отсутствие -фазы, а также механические свойства на образцах, вырезанных из прутков. Твёрдость после старения составляет 250–320 HB. Поставка осуществляется без термической обработки или в термообработанном состоянии по согласованию с потребителем.
Вопросы и ответы
Чем шестигранник ХН35ВТ отличается от шестигранника из стали 12Х18Н10Т?
Сплав ХН35ВТ сохраняет прочность до 750–800 C за счёт дисперсионного твердения -фазой, тогда как 12Х18Н10Т работоспособна до 600 C и не упрочняется старением. Предел текучести ХН35ВТ после термообработки — не менее 700 МПа против 200–250 МПа у 12Х18Н10Т.
Какой размер «под ключ» доступен в холоднотянутом исполнении?
Холоднотянутый шестигранник ХН35ВТ изготавливают размером от 8 до 24 мм с полями допусков h9–h11 по ГОСТ 8560. Прутки больших сечений поставляются горячекатаными.
Требуется ли термообработка после механической обработки?
Если заготовка поставлена в отожжённом состоянии, для получения жаропрочных свойств необходима закалка от 1080 C с последующим старением при 700–750 C. После сварки термообработку проводят обязательно.
Каким инструментом обрабатывают шестигранник ХН35ВТ?
Применяют твердосплавный инструмент класса P25–P35 с износостойким покрытием, скорости резания 20–35 м/мин, подачу 0,1–0,2 мм/об. Из-за низкой теплопроводности сплава требуется интенсивное охлаждение зоны резания.
