Стальной круг 90Г29Ю9ВБМШ: жаропрочный сортамент для высокотемпературных узлов
Стальной круг 90Г29Ю9ВБМШ — горячекатаный или кованый пруток круглого сечения из жаропрочной стали аустенитного класса системы Fe–Cr–Ni–Mn–V–Nb–Mo–W, выплавляемой в вакуумно-индукционной печи с последующим электрошлаковым переплавом. Буква Ш в маркировке указывает на электрошлаковый переплав (ЭШП), обеспечивающий снижение содержания серы, фосфора и неметаллических включений. Такое сочетание легирования и переплава формирует стабильную аустенитную структуру с высокой жаропрочностью и сопротивлением окислению при длительной работе в интервале 700–950 C.
Химический состав и структура
Основу легирования составляет хром (28–30 %), обеспечивающий жаростойкость за счёт плотной оксидной плёнки CrO, и никель (8–10 %), стабилизирующий аустенит. Марганец (8–10 %) частично замещает никель и повышает растворимость азота. Упрочнение достигается карбонитридами ниобия, ванадия и вольфрама, а также молибденом, тормозящим диффузионные процессы при ползучести.
- углерод — 0,04–0,10 %;
- хром — 28,0–30,0 %;
- никель — 8,0–10,0 %;
- марганец — 8,0–10,0 %;
- ниобий, ванадий, вольфрам, молибден — суммарно до 2,5 %;
- сера и фосфор — не более 0,015 % каждого после ЭШП.
Механические и жаропрочные свойства
В состоянии поставки (закалка от 1100–1150 C в воде или на воздухе) круг демонстрирует предел текучести не ниже 295 МПа и временное сопротивление 590–780 МПа. Ключевое преимущество марки — длительная прочность при высоких температурах: предел длительной прочности за 1000 ч при 800 C составляет порядка 90–120 МПа, что позволяет применять пруток в деталях, работающих под нагрузкой без активного охлаждения.
| Параметр | Температура испытания | Значение | Условие | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 20 C | 295 | закалка 1100 C | МПа |
| Временное сопротивление | 20 C | 590–780 | закалка 1100 C | МПа |
| Относительное удлинение | 20 C | 35 | % | |
| Предел длительной прочности | 800 C | 90–120 | за 1000 ч | МПа |
| Жаростойкость | 900 C | 0,5 | прирост массы | г/(мч) |
Сортамент и геометрические параметры
Круг диаметром 90 мм поставляется в горячекатаном или кованом исполнении с последующей термической обработкой. Предельные отклонения по диаметру соответствуют стандартным допускам для горячекатаного сортамента, кривизна прутка нормируется на 1 м длины. Торцы обрезаются под прямым углом, допускается фаска под дальнейшую механическую обработку.
- диаметр — 90 мм;
- длина прутка — 2–6 м (мерная или немерная);
- кривизна — не более 0,5 % длины;
- овальность — в пределах поля допуска диаметра;
- состояние поверхности — без трещин, закатов и рванин;
- термообработка — закалка с высокотемпературным нагревом.
Технологичность и обработка
Материал удовлетворительно обрабатывается резанием после закалки, допускает горячую деформацию (ковку, штамповку) в интервале 1150–900 C с последующей закалкой. Сварка возможна аргонодуговым способом с применением аустенитных присадочных материалов; после сварки рекомендуется термообработка для восстановления жаропрочных свойств. Обрабатываемость резанием ограничена склонностью аустенита к наклёпу, что требует применения твёрдосплавного инструмента и обильного охлаждения.
Области применения
Круг 90Г29Ю9ВБМШ востребован в узлах, где сочетаются высокая температура, окислительная среда и механическая нагрузка. Типовые направления:
- детали камер сгорания и выхлопных трактов газотурбинных установок;
- элементы крепежа и арматуры высокотемпературных печей;
- заготовки для клапанов, форсунок и коллекторов энергетического оборудования;
- детали нефтехимических реакторов пиролиза и крекинга;
- оснастка для термообработки и спекания в защитных средах;
- заготовки для последующей ковки и механической обработки ответственных деталей.
Вопросы и ответы
Что означает индекс Ш в марке 90Г29Ю9ВБМШ?
Индекс Ш указывает на электрошлаковый переплав (ЭШП), который снижает содержание серы, фосфора и неметаллических включений, повышая жаропрочность и надёжность металла в ответственных узлах.
При какой температуре круг сохраняет длительную прочность?
Марка рассчитана на длительную работу в интервале 700–950 C; предел длительной прочности за 1000 ч при 800 C составляет порядка 90–120 МПа.
Допускается ли сварка прутка диаметром 90 мм?
Да, аргонодуговой сваркой с аустенитными присадочными материалами; после сварки рекомендуется термообработка для восстановления жаропрочных характеристик.
Какой термообработке подвергается круг в состоянии поставки?
Закалка от 1100–1150 C в воде или на воздухе, обеспечивающая аустенитную структуру и заданный уровень механических свойств.
