Стальной пруток ХН51КВМТЮБ: жаропрочный никелевый сплав для высокотемпературных узлов
Пруток из сплава ХН51КВМТЮБ — это деформируемый жаропрочный материал на никель-хромовой основе, легированный вольфрамом, молибденом, титаном, алюминием и ниобием. Сплав относится к системе Ni–Cr–W–Mo–Ti–Al–Nb и предназначен для длительной работы при температурах до 900–950 C в окислительных средах. По структуре — аустенитный, упрочняемый гетерофазным старением за счёт выделения интерметаллидной -фазы на основе Ni(Al, Ti, Nb).
Пруток поставляется в горячекатаном, кованом или холоднотянутом состоянии с последующей термической обработкой: закалка от 1080–1120 C с охлаждением на воздухе или в воде, старение при 750–800 C в течение 8–16 ч. Твёрдость после упрочнения — 250–320 HB. Предел длительной прочности при 900 C за 100 ч — не менее 90 МПа. Плотность — 8,3 г/см. Удельное электрическое сопротивление — 1,25–1,35 мкОмм.
Сортамент и технические параметры
Прутки выпускаются диаметром от 8 до 200 мм, длиной от 1 до 6 м. Калиброванный пруток — с полем допуска h9–h11, шлифованный — с шероховатостью Ra 1,25 мкм. Кривизна на 1 м длины — не более 3 мм для горячекатаного и не более 1 мм для шлифованного сортамента. Поставка — без термической обработки, после закалки или после полного старения — по согласованию с заказчиком.
| Диаметр, мм | Состояние поставки | в, МПа | ,, МПа | , % |
|---|---|---|---|---|
| 10–20 | Закалка + старение | 1180 | 780 | 12 |
| 21–60 | Закалка + старение | 1130 | 740 | 14 |
| 61–120 | Горячекатаный | 980 | 640 | 18 |
| 121–200 | Кованый | 930 | 590 | 20 |
Области применения
- Детали камер сгорания и жаровых труб газотурбинных установок, работающих на природном газе и дизельном топливе.
- Крепёж и шпильки фланцевых соединений паропроводов высокого давления на ТЭС и АЭС.
- Элементы арматуры высокотемпературных печей сопротивления и установок вакуумного отжига.
- Детали выхлопных систем авиационных двигателей и вспомогательных силовых установок.
- Оснастка для горячей штамповки и прессования в условиях циклического нагрева до 950 C.
- Трубные решётки и коллекторы теплообменников в нефтехимических установках каталитического крекинга.
Технологические особенности обработки
Сплав склонен к упрочнению при механической обработке, поэтому точение и фрезерование выполняют твердосплавным инструментом с износостойким покрытием на пониженных режимах: скорость резания — 20–40 м/мин, подача — 0,1–0,2 мм/об. Сварка возможна аргонодуговым способом с поддувом защитного газа; после сварки требуется термообработка для восстановления свойств зоны термического влияния. Обработка давлением — ковка при 1050–1150 C, прокатка при 1100–1180 C с последующей закалкой.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура прутка ХН51КВМТЮБ?
Длительная эксплуатация — до 900 C, кратковременная — до 950–1000 C. При 900 C предел длительной прочности за 100 ч составляет не менее 90 МПа.
Возможна ли поставка прутка без термической обработки?
Да, пруток поставляется в горячекатаном или кованом состоянии без упрочняющего старения. Закалка и старение выполняются либо на металлургическом заводе, либо у потребителя перед финишной обработкой.
Какой инструмент применяется для обработки прутка ХН51КВМТЮБ?
Рекомендуется твердосплавный инструмент групп P25–P35 с покрытием TiAlN или AlCrN. Скорость резания — 20–40 м/мин, обязательное охлаждение СОЖ с высоким давлением подачи.
Чем отличается ХН51КВМТЮБ от ХН62МВКЮ?
ХН51КВМТЮБ содержит вольфрам и ниобий, что повышает жаропрочность при 850–950 C. ХН62МВКЮ имеет больше молибдена и кобальта, лучше сопротивляется солевой коррозии, но уступает по длительной прочности при температурах выше 900 C.
