Стальной квадрат ХН45Ю: жаропрочный профиль из сплава на никелевой основе
Стальной квадрат ХН45Ю — это горячекатаный или кованый профиль квадратного сечения, изготовленный из жаропрочного сплава системы никель–хром–алюминий. Сплав ХН45Ю относится к классу дисперсионно-твердеющих никелевых сплавов и содержит около 45 % никеля, 20–23 % хрома и 2,5–3,5 % алюминия. Именно алюминий обеспечивает образование упрочняющей '-фазы NiAl, благодаря которой материал сохраняет высокую прочность при температурах до 900–950 C. Квадрат из ХН45Ю поставляется по ГОСТ 5632 и ТУ производителей, чаще всего в термообработанном состоянии (закалка + старение).
Технические характеристики и сортамент
Профиль выпускается со стороной квадрата от 8 до 100 мм. Точность прокатки — обычная или повышенная. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины. Механические свойства определяются после упрочняющей термообработки: закалка при 1080–1120 C в воде или на воздухе, старение при 750–800 C в течение 8–16 часов.
| Параметр | Значение | Условие испытания | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 900 | 20 C, после старения | МПа | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести 0,2 | 600 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 12 | 20 C | % | ГОСТ 1497 |
| Плотность | 8,1–8,3 | 20 C | г/см | — |
| Рабочая температура | до 950 | длительная эксплуатация | C | ТУ |
Химический состав сплава ХН45Ю
- Никель (Ni) — основа, 43–47 %
- Хром (Cr) — 20,0–23,0 %
- Алюминий (Al) — 2,5–3,5 %
- Углерод (C) — не более 0,10 %
- Железо (Fe) — не более 1,5 %
- Примеси серы и фосфора — не более 0,015 % каждая
Области применения
Квадрат ХН45Ю востребован в тех узлах, где требуется сочетание жаропрочности и стойкости к окислению. Конкретные направления:
- Детали камер сгорания и жаровых труб газотурбинных установок
- Элементы крепежа и арматуры высокотемпературных печей сопротивления
- Оснастка для термообработки: поддоны, стойки, направляющие
- Детали выхлопных систем энергетических котлов и теплообменников
- Заготовки для механической обработки в авиадвигателестроении
Обрабатываемость и эксплуатационные ограничения
Сплав ХН45Ю склонен к упрочнению при механической обработке, поэтому точение и фрезерование выполняют твердосплавным инструментом на пониженных режимах с интенсивным охлаждением. Свариваемость ограничена: рекомендуется аргонодуговая сварка с последующей термообработкой для восстановления свойств зоны термического влияния. Длительная работа при температуре выше 950 C приводит к коагуляции упрочняющей фазы и снижению жаропрочности.
Вопросы и ответы
Чем квадрат ХН45Ю отличается от квадрата из стали 12Х18Н10Т?
ХН45Ю — никелевый жаропрочный сплав с рабочей температурой до 950 C, тогда как 12Х18Н10Т — коррозионностойкая сталь с пределом по температуре около 600 C. ХН45Ю упрочняется старением, а 12Х18Н10Т — только нагартовкой.
В каком состоянии поставляется квадрат ХН45Ю?
Как правило, после закалки и старения. По согласованию возможна поставка в горячекатаном состоянии без упрочняющей термообработки для последующей обработки у потребителя.
Какие отрасли промышленности применяют этот профиль?
Авиадвигателестроение, энергетическое машиностроение, металлургия (печная арматура), химический синтез при высоких температурах.
Допускается ли сварка квадрата ХН45Ю?
Да, но ограниченно. Применяют аргонодуговую сварку в среде аргона с последующей термообработкой для снятия напряжений и восстановления жаропрочных свойств.
