Стальной квадрат ЭП866-Ш: жаропрочный профиль из дисперсионно-твердеющей стали
Стальной квадрат ЭП866-Ш — горячекатаный или кованый профиль квадратного сечения из жаропрочной дисперсионно-твердеющей стали марки ЭП866-Ш (ХН51ВМТЮФР-Ш), выплавляемой методом вакуумно-дугового или электрошлакового переплава. Индекс «Ш» обозначает особо качественную выплавку с ограничением содержания серы и фосфора, что критично для деталей, работающих при знакопеременных нагрузках и высоких температурах. Сплав относится к системе никель–хром–вольфрам–молибден–титан–алюминий и упрочняется за счёт выделения интерметаллидной -фазы при старении.
Технические характеристики и сортамент
Квадрат поставляется по ТУ и ведомственным стандартам авиационного и энергетического машиностроения. Типовые размеры сечения — от 20 20 до 120 120 мм, длина прутков — 1,5–6 м. Твёрдость в состоянии поставки — 255–321 HB, после упрочняющей термообработки — до 40 HRC. Плотность сплава — 8,2 г/см, температура начала интенсивного окисления — 950 C.
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | 1100 | 20 C, после старения | МПа | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести | 750 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 12 | 20 C | % | ГОСТ 1497 |
| Длительная прочность | 350 | 700 C, 100 ч | МПа | ГОСТ 10145 |
| Жаропрочность | 200 | 800 C, 100 ч | МПа | ГОСТ 10145 |
| Ударная вязкость | 25 | 20 C | Дж/см | ГОСТ 9454 |
Термообработка и структура
Упрочнение квадрата ЭП866-Ш выполняется по схеме: закалка с 1080–1120 C в масло или на воздух, затем двухступенчатое старение при 750–800 C и 620–650 C. Такая обработка обеспечивает выделение мелкодисперсных частиц -фазы размером 20–50 нм, когерентных матрице. Структура — аустенитное зерно 3–6 балла с равномерно распределёнными карбидами вольфрама и молибдена по границам.
Области применения
- Диски и лопатки турбин авиационных ГТД, работающие при 650–800 C.
- Крепёжные элементы горячего тракта энергетических газотурбинных установок.
- Детали камер сгорания и форсунок жидкостных ракетных двигателей.
- Оснастка для горячей штамповки и прессования жаропрочных сплавов.
- Элементы арматуры высокотемпературных паропроводов и реакторов.
- Шпиндели и оправки прокатных станов горячей прокатки.
Технологичность обработки
Квадрат ЭП866-Ш удовлетворительно обрабатывается резанием в закалённом состоянии твёрдосплавным инструментом на скоростях 15–25 м/мин. Сварка выполняется аргонодуговым способом с подогревом зоны соединения до 300–350 C и последующей термообработкой. Обработка давлением — ковка при 1050–1150 C, штамповка с изотермическим нагревом.
Вопросы и ответы
Чем отличается ЭП866-Ш от ЭП866 без индекса?
Индекс «Ш» указывает на выплавку с повышенными требованиями по чистоте металла: ограничено содержание серы ( 0,008 %), фосфора и неметаллических включений. Это повышает ударную вязкость и сопротивление малоцикловой усталости.
Какая максимальная рабочая температура квадрата ЭП866-Ш?
Длительная эксплуатация возможна до 800 C при напряжении до 200 МПа. Кратковременно сплав выдерживает нагрев до 900–950 C без необратимого снижения свойств.
Поставляется ли квадрат ЭП866-Ш в термообработанном состоянии?
По согласованию с потребителем поставка возможна как в состоянии после закалки и старения, так и без окончательной термообработки — под последующую механическую обработку и упрочнение у изготовителя деталей.
Какие методы неразрушающего контроля применяются?
Прутки контролируются ультразвуковой дефектоскопией по ГОСТ 21120, проверяется макро- и микроструктура, а также твёрдость по всей длине. Допускается входной контроль методом вихревых токов.
