Стальной квадрат ХН77ТЮРУ в Минске

Стальной квадрат ХН77ТЮРУ: жаропрочный сортовой прокат для газотурбинных агрегатов

Стальной квадрат ХН77ТЮРУ — это сортовой прокат из жаропрочного никелевого сплава на основе никеля, легированного хромом, титаном и алюминием. Материал относится к классу деформируемых дисперсионно-твердеющих сплавов, предназначенных для длительной работы при температурах до 800 C и кратковременной — до 900 C. Квадратное сечение проката формируется горячей прокаткой или ковкой с последующей термической обработкой, обеспечивающей оптимальное сочетание жаропрочности, жаростойкости и технологической пластичности.

Химический состав ХН77ТЮРУ регламентируется ГОСТ 5632 и включает хром (19–22 %), титан (2,4–2,8 %), алюминий (0,6–1,0 %), молибден (до 0,4 %), железо (до 1,0 %). Углерод ограничен 0,07 %. Легирующая система обеспечивает упрочнение за счет выделения интерметаллидной -фазы Ni(Ti, Al) при старении. Прокат поставляется в термически обработанном состоянии — закалка с 1080 C в воду или воздух и старение при 700 C в течение 16 часов.

Механические свойства и характеристики

Квадрат ХН77ТЮРУ демонстрирует стабильные механические характеристики в интервале рабочих температур. Предел прочности при комнатной температуре составляет 950–1200 МПа, предел текучести — не менее 600 МПа, относительное удлинение — 10–20 %. При нагреве до 700 C предел длительной прочности за 100 часов достигает 250–300 МПа, что позволяет применять материал в высоконагруженных узлах, работающих в условиях ползучести.

Жаростойкость сплава обеспечивается образованием плотной оксидной пленки CrO, стойкой к газовой коррозии в продуктах сгорания углеводородного топлива. Материал устойчив к окислению при циклических теплосменах, что критично для деталей, подвергающихся термоударам.

Сортамент и геометрические параметры

Квадратный прокат ХН77ТЮРУ выпускается со стороной квадрата от 8 до 200 мм. Точность прокатки — повышенная (класс Б) или нормальная (класс В) по ГОСТ 2591. Длина прутков — немерная от 1 до 4 м, кратная или мерная по согласованию. Кривизна не превышает 2 мм на 1 метр длины, скручивание вокруг оси — не более 1 на 1 метр. Для ответственных применений допускается механическая обработка поверхности или обточка для удаления обезуглероженного слоя.

Применение в промышленности

Квадрат ХН77ТЮРУ используется для изготовления деталей горячего тракта газотурбинных двигателей и стационарных энергетических установок. Из проката методом механической обработки изготавливают:

• рабочие и сопловые лопатки газовых турбин, работающие при 650–800 C;
• крепежные элементы — болты, шпильки, гайки для фланцевых соединений корпусов турбин;
• кольца, диски и переходники камер сгорания, подверженные термоциклическим нагрузкам;
• элементы выхлопных систем и жаровых труб, контактирующие с агрессивной газовой средой;
• детали арматуры для химических реакторов и печей пиролиза при высокотемпературных процессах.

Материал применяется в авиадвигателестроении, энергетическом машиностроении, при производстве газоперекачивающих агрегатов и турбокомпрессорного оборудования. Квадратная заготовка удобна для последующей ковки, штамповки или механической обработки на станках с ЧПУ при изготовлении фасонных деталей с высоким коэффициентом использования металла.

Технологические особенности обработки

Сплав ХН77ТЮРУ склонен к деформационному упрочнению, поэтому механическая обработка требует применения твердосплавного инструмента с износостойкими покрытиями. Рекомендуемые режимы точения — скорость 20–40 м/мин, подача 0,1–0,3 мм/об. Обработка давлением выполняется при нагреве до 1050–1150 C; интервал ковочных температур ограничен снизу 950 C во избежание трещинообразования. Сварка производится аргонодуговым методом с присадочным материалом того же состава; после сварки обязательна термическая обработка для восстановления свойств.

Вопросы и ответы