Стальной пруток ХН85МЮ в Минске

Стальной пруток ХН85МЮ — жаропрочный сплав на никелевой основе для высокотемпературных узлов

Стальной пруток ХН85МЮ — это горячедеформированный сортовой прокат из жаропрочного никелевого сплава, легированного хромом, молибденом и алюминием. Материал относится к группе дисперсионно-твердеющих сплавов на никель-хромовой основе и предназначен для изготовления деталей, работающих при температурах до 1000 C в условиях длительных статических и циклических нагрузок. Основное упрочнение достигается за счет выделения интерметаллидной -фазы на основе NiAl при термической обработке.

Пруток ХН85МЮ поставляется в горячекатаном или кованом состоянии, диаметром от 10 до 200 мм. Микроструктура после полной термической обработки — твердый раствор с равномерно распределенными карбидами и интерметаллидами. Сплав обладает высокой окалиностойкостью в окислительных средах, сопротивлением ползучести и длительной прочностью при температурах 700–950 C.

Химический состав и свойства

Сплав ХН85МЮ легирован хромом (15–17 %), молибденом (4–6 %) и алюминием (2–3 %). Никелевая основа обеспечивает аустенитную структуру, стабильную при нагреве. Углерод содержится в количестве до 0,08 %, что ограничивает выделение карбидов по границам зерен. Кремний и марганец присутствуют как технологические примеси в пределах 0,6 %.

Механические характеристики прутка зависят от режима термической обработки: закалка с 1100–1150 C в воду или масло с последующим старением при 750–800 C в течение 8–10 часов. После такой обработки предел прочности при комнатной температуре достигает 900–1100 МПа, предел текучести — 600–750 МПа, относительное удлинение — 15–25 %. Длительная прочность при 800 C и напряжении 150 МПа составляет не менее 100 часов.

Технологические особенности обработки

Пруток ХН85МЮ характеризуется низкой теплопроводностью и склонностью к наклепу, что требует применения твердосплавного инструмента с обильным охлаждением при механической обработке. Оптимальная скорость резания при точении — 20–40 м/мин, подача — 0,1–0,3 мм/об. Сверление глубоких отверстий рекомендуется выполнять с периодическим выводом инструмента для удаления стружки.

Сварка сплава возможна аргонодуговым методом с присадочным материалом того же состава. Перед сваркой необходима зачистка поверхности до металлического блеска для удаления оксидной пленки. После сварки требуется полная термическая обработка для восстановления свойств в зоне термического влияния. Горячая деформация выполняется при 1050–1180 C с последующим медленным охлаждением.

Применение в промышленности

Пруток ХН85МЮ используется для изготовления высоконагруженных деталей газотурбинных установок, работающих при температурах 750–950 C:

• рабочие и сопловые лопатки газовых турбин энергетических и авиационных двигателей;
• крепежные элементы — болты, шпильки, гайки для фланцевых соединений горячего тракта;
• диски и кольца турбин, работающие в условиях циклических термических нагрузок;
• детали камер сгорания и жаровых труб;
• элементы арматуры для печей нефтеперерабатывающей и химической промышленности;
• заготовки для штамповки лопаток паровых турбин высокого давления.

В энергетическом машиностроении пруток применяется для изготовления роторных деталей и элементов парораспределения, работающих при температуре пара до 650 C. В авиастроении сплав используется для деталей соплового аппарата и турбины высокого давления, где требуется сочетание жаропрочности и стойкости к термической усталости.

Нормативная документация и контроль качества

Прутки из сплава ХН85МЮ изготавливаются по техническим условиям, регламентирующим химический состав, механические свойства и макроструктуру. Контроль качества включает:

• спектральный анализ химического состава на каждой плавке;
• испытания на растяжение при комнатной и повышенных температурах;
• ультразвуковой контроль сплошности на отсутствие внутренних дефектов;
• контроль макроструктуры на протравленных темплетах;
• проверку геометрических размеров и качества поверхности.

Поверхность прутков не должна иметь трещин, плен, закатов и других дефектов, выводящих размеры за предельные отклонения. Допускается зачистка дефектов местной механической обработкой с обеспечением плавных переходов.

Вопросы и ответы