Стальной круг ХН50МВКТЮР: жаропрочный сплав для высокотемпературных узлов
Стальной круг ХН50МВКТЮР — это сортовой прокат из жаропрочного никелевого сплава системы Ni–Cr–Mo–W–Co–Ti–Al, легированного титаном и алюминием для дисперсионного твердения. Сплав относится к классу деформируемых жаропрочных материалов и сохраняет работоспособность при длительной эксплуатации в интервале 700–900 C. Круг поставляется в горячекатаном, кованом или обточенном состоянии с регламентированным зерном и контролем макро- и микроструктуры.
В отличие от рядовых никелевых сплавов, ХН50МВКТЮР упрочняется за счёт выделения -фазы на основе Ni(Al, Ti), а вольфрам и молибден повышают жаропрочность и сопротивление ползучести. Кобальт стабилизирует твёрдый раствор и увеличивает длительную прочность. Такое сочетание делает круг востребованным там, где требуется сочетание высокой температуры, знакопеременных нагрузок и газовой коррозии.
Сортамент и технические параметры
Круг выпускается диаметром от 8 до 250 мм. Для горячекатаного проката характерна точность по ГОСТ 2590, для кованого — припуск под механическую обработку. Термообработка включает закалку и старение, обеспечивающие равномерное распределение упрочняющей фазы по сечению.
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Диаметр круга | 8–250 | горячекатаный / кованый | мм | ГОСТ 2590 |
| Предел длительной прочности | 180 | 800 C, 1000 ч | МПа | ГОСТ 10145 |
| Предел текучести | 650 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 12 | 20 C | % | ГОСТ 1497 |
| Рабочая температура | до 900 | длительная эксплуатация | C | испытания на ползучесть |
| Твёрдость | 255–321 | после старения | HB | ГОСТ 9012 |
Химический состав и структура
Основу сплава составляет никель — около 50 %. Хром в пределах 14–16 % обеспечивает жаростойкость за счёт формирования плотной оксидной плёнки CrO. Молибден и вольфрам суммарно повышают жаропрочность и тормозят диффузионные процессы при высоких температурах. Титан и алюминий образуют упрочняющую -фазу, доля которой достигает 35–40 % объёма после старения.
- Ni — основа, обеспечивает пластичность матрицы
- Cr — 14–16 %, жаростойкость и коррозионная стойкость
- Mo и W — твердорастворное упрочнение, сопротивление ползучести
- Co — стабилизация структуры при длительном нагреве
- Ti и Al — формирование -фазы, дисперсионное твердение
Области применения
Круг ХН50МВКТЮР применяется в узлах, работающих при температурах выше 700 C под нагрузкой. Из него изготавливают детали газотурбинных установок, крепёж горячего тракта, элементы камер сгорания и сопловых аппаратов. В металлургии — ролики и направляющие печей отжига, детали нагревательных агрегатов. В химическом машиностроении — реакторы пиролиза и элементы высокотемпературных теплообменников.
- Газотурбинные двигатели: диски, лопатки, крепёж
- Энергетические установки: элементы пароперегревателей
- Металлургия: ролики печей, оснастка термообработки
- Химическая промышленность: реакторы пиролиза
- Авиастроение: детали горячего тракта
Механическая обработка
Сплав склонен к наклёпу, поэтому точение и фрезерование выполняют твёрдосплавным инструментом на пониженных скоростях резания с интенсивным охлаждением. Сварка возможна аргонодуговым способом с последующей термообработкой для восстановления свойств зоны термического влияния. Обработка давлением проводится в горячем состоянии при 1050–1150 C.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура круга ХН50МВКТЮР?
Длительная эксплуатация возможна до 900 C, кратковременная — до 1000 C при условии контроля окисления.
Чем ХН50МВКТЮР отличается от ХН77ТЮР?
ХН50МВКТЮР содержит вольфрам, молибден и кобальт, что повышает жаропрочность и сопротивление ползучести при 800–900 C по сравнению с ХН77ТЮР.
Какой термообработке подвергается круг?
Закалка при 1080–1120 C с охлаждением и старение при 750–800 C для выделения -фазы.
Возможна ли сварка сплава?
Да, аргонодуговая сварка с последующей термообработкой для снятия напряжений и восстановления структуры.
