Стальной круг ЭИ107: жаропрочный сортамент для высокотемпературных узлов
Стальной круг ЭИ107 — горячекатаный или кованый пруток из жаропрочной стали аустенитного класса, выплавляемой по ГОСТ 5632 и поставляемой по техническим условиям для деталей, работающих при температурах до 700–750 C. Марка ЭИ107 соответствует стали 45Х14Н14В2М (Х45Н14В2М по современной классификации) и содержит повышенное количество хрома, никеля и вольфрама, что обеспечивает стойкость к окислению и ползучести в условиях длительного нагружения.
Химический состав и структура
Основа сплава — аустенитная матрица, стабилизированная карбидами и карбонитридами. Хром формирует защитную оксидную плёнку, никель сохраняет аустенитную структуру, вольфрам повышает жаропрочность за счёт дисперсионного твердения.
- Углерод (C) — 0,40–0,50 %
- Хром (Cr) — 13,0–15,0 %
- Никель (Ni) — 13,0–15,0 %
- Вольфрам (W) — 2,0–2,8 %
- Марганец (Mn) — до 0,70 %
- Кремний (Si) — до 0,60 %
Механические свойства при 20 C
| Показатель | Значение | Условие | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 880 | 20 C | МПа | ГОСТ 5949 |
| Предел текучести 0,2 | 590 | 20 C | МПа | ГОСТ 5949 |
| Относительное удлинение | 12 | 20 C | % | ГОСТ 5949 |
| Предел длительной прочности | 130 | 700 C, 1000 ч | МПа | ТУ |
| Твёрдость | 255–321 | после закалки | HB | ГОСТ 9012 |
Сортамент и размеры
Круг ЭИ107 выпускается диаметром от 8 до 200 мм в горячекатаном, кованом или обточенном исполнении. Длина прутков — 1,5–6 м, допускается изготовление мерных и немерных партий. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины для диаметров до 50 мм и 1,0 % для крупных сечений.
- Горячекатаный круг — 8–100 мм, ГОСТ 2590
- Кованый круг — 100–200 мм, ГОСТ 1133
- Обточенный круг — 20–150 мм, h11
- Шлифованный круг — 10–80 мм, h9
Термическая обработка
Для достижения требуемого комплекса свойств круг ЭИ107 подвергают закалке при 1150–1180 C с охлаждением в масле или на воздухе и последующему отпуску при 750–800 C. Такая обработка обеспечивает стабильную аустенитную структуру и максимальную жаропрочность. Допускается нормализация при 1100–1150 C для промежуточных операций.
Области применения
Круг ЭИ107 применяется в узлах, где требуется сочетание жаропрочности и жаростойкости при длительной эксплуатации:
- Клапаны и седла выпускных систем ДВС
- Крепёж горячего тракта газотурбинных установок
- Детали арматуры паровых котлов высокого давления
- Элементы крепежа печей и термического оборудования
- Лопатки и диски вспомогательных турбин
- Оснастка для горячей штамповки и прессования
Обрабатываемость
Аустенитная структура ЭИ107 затрудняет механическую обработку: склонность к наклёпу требует пониженных подач и обильного охлаждения. Рекомендуется применение твердосплавного инструмента с износостойким покрытием. Свариваемость ограничена — сварные соединения склонны к образованию горячих трещин, требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 200–300 C.
Вопросы и ответы
Какой аналог стали ЭИ107 по современной маркировке?
Сталь ЭИ107 соответствует марке 45Х14Н14В2М (Х45Н14В2М) по ГОСТ 5632. Зарубежные аналоги — AISI 422, DIN 1.4935.
До какой температуры сохраняется жаропрочность круга ЭИ107?
Длительная работоспособность сохраняется до 700–750 C. При 700 C предел длительной прочности за 1000 ч составляет не менее 130 МПа.
В каком состоянии поставляется круг ЭИ107?
Поставка осуществляется без термической обработки или после закалки и отпуска по согласованию с потребителем. Твёрдость в состоянии поставки — не более 321 HB.
Применяется ли ЭИ107 для сварных конструкций?
Свариваемость ограничена. При необходимости сварки требуется подогрев до 200–300 C и последующая термообработка для снятия напряжений.
