Стальной пруток ЭК81: жаропрочный сплав на никелевой основе для деталей ГТД
Пруток ЭК81 — металлопродукция из жаропрочного деформируемого сплава на никель-хромовой основе, легированного титаном, алюминием, молибденом и вольфрамом. Сплав относится к дисперсионно-твердеющим системам и сохраняет работоспособность при длительном нагреве до 750–800 C. Прутки поставляют в горячекатаном, кованом или термически обработанном состоянии с регламентированной макро- и микроструктурой.
Сортамент и технические параметры
Продукция выпускается диаметром от 10 до 200 мм. Для прутков малых диаметров применяют волочение и шлифование, для крупных сечений — ковку и обточку. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины для горячекатаных позиций и 0,3 % для шлифованных. Торцы обрезают под прямым углом, кромки притупляют.
| Диаметр, мм | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость, HB |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 1180 | 780 | 18 | 285 |
| 40 | 1150 | 750 | 16 | 277 |
| 80 | 1120 | 720 | 14 | 269 |
| 120 | 1080 | 690 | 12 | 255 |
Химический состав и структура
Основа сплава — никель (не менее 55 %). Хром в пределах 13–16 % обеспечивает жаростойкость, молибден 4–6 % и вольфрам 2,5–4 % повышают жаропрочность. Алюминий и титан формируют упрочняющую -фазу при старении. Содержание углерода ограничено 0,08 %, кремния — 0,6 %, марганца — 0,5 %. Примеси серы и фосфора не превышают 0,015 % каждая.
После закалки и старения структура представляет собой аустенитную матрицу с равномерно распределёнными частицами упрочняющей фазы. Размер зерна контролируется и не превышает 4–6 баллов по стандартной шкале. Наличие строчечных включений и карбидной сетки не допускается.
Технологические свойства
- Температура горячей деформации — 1050–1150 C, охлаждение на воздухе или в масле.
- Обрабатываемость резанием — удовлетворительная, требует твёрдосплавного инструмента и обильного охлаждения.
- Свариваемость — ограниченная, применяют аргонодуговую сварку с последующей термообработкой.
- Термообработка: закалка 1080–1120 C, старение 700–750 C, выдержка 8–16 ч.
- Склонность к наклёпу — высокая, требуется промежуточный отжиг при холодной деформации.
Области применения
Пруток ЭК81 применяют для изготовления деталей горячего тракта газотурбинных двигателей и энергетических установок. Из него производят рабочие и сопловые лопатки, диски, крепёжные элементы, жаровые трубы. В нефтегазовой отрасли сплав используют для арматуры высокотемпературных скважин и деталей печных агрегатов. В химическом машиностроении — для элементов реакторов пиролиза и теплообменников, работающих в агрессивных средах при 600–750 C.
Вопросы и ответы
Какой максимальный диаметр прутка ЭК81 доступен?
Горячекатаные и кованые прутки поставляют диаметром до 200 мм. Позиции свыше 120 мм изготавливают под заказ с индивидуальным контролем структуры.
При какой температуре эксплуатируется сплав ЭК81?
Длительная рабочая температура — до 750–800 C. Кратковременный нагрев возможен до 850 C без необратимой потери прочностных характеристик.
Требуется ли термообработка прутка после механической обработки?
Да, после интенсивной механообработки рекомендуется старение при 700–750 C для снятия внутренних напряжений и восстановления свойств.
Какие стандарты регламентируют поставку прутка ЭК81?
Поставку осуществляют по отраслевым техническим условиям и стандартам предприятий. Химический состав и механические свойства подтверждают сертификатами качества.
