Стальные листы ЭИ437А: жаропрочный прокат для газотурбинных систем
Стальные листы ЭИ437А — это горячекатаный и холоднокатаный прокат из жаропрочного никель-хромового сплава на основе никеля (система Ni–Cr–Ti–Al), легированного титаном и алюминием для дисперсионного твердения. Сплав ЭИ437А (ХН77ТЮР по современной классификации) относится к деформируемым жаропрочным сплавам и сохраняет работоспособность при длительной эксплуатации в интервале 700–750 C. Листовой прокат изготавливается по ГОСТ 5632 и поставляется в термообработанном состоянии с регламентированным размером зерна.
Технические характеристики листов ЭИ437А
Механические свойства листа определяются режимом термической обработки: закалка от 1080–1120 C с последующим старением при 700–800 C формирует выделение упрочняющей -фазы на основе Ni(Al, Ti). Именно эта фаза обеспечивает высокий предел ползучести и сопротивление длительной прочности. Лист толщиной 1–4 мм поставляется в холоднокатаном исполнении, свыше 4 мм — в горячекатаном.
| Параметр | Значение | Условие испытания | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 930 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести 0,2 | 620 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 20 | 20 C | % | ГОСТ 1497 |
| Предел длительной прочности | 180 | 750 C, 100 ч | МПа | ГОСТ 10145 |
| Плотность | 8,2 | 20 C | г/см | — |
| Толщина листа | 0,8–12 | — | мм | ГОСТ 19903 |
Химический состав и структура
Сплав ЭИ437А содержит 19–22 % хрома, 2,4–2,8 % титана, 0,6–1,0 % алюминия; никель — основа. Углерод ограничен до 0,08 %. Такое соотношение Ti/Al обеспечивает максимальное выделение -фазы при старении без образования охрупчивающих - и -фаз при рабочих температурах. Лист проходит контроль макро- и микроструктуры: недопустимы следы пережога, крупнозернистость и строчечные включения.
Области применения листового проката
- Камеры сгорания и жаровые трубы газотурбинных установок ГТУ-2,5П, ГТК-10И.
- Элементы выхлопных трактов авиационных двигателей Д-30, ТВ3-117.
- Теплообменники высокотемпературных установок пиролиза в нефтехимии.
- Экраны и обмуровка печей спекания в металлургическом производстве.
- Детали арматуры паропроводов сверхкритических параметров пара.
- Оснастка для термообработки в среде защитных газов при 700–800 C.
Технологические особенности обработки
Лист ЭИ437А удовлетворительно деформируется в холодном состоянии при степени обжатия до 15–20 % с промежуточными отжигами. Сварка выполняется аргонодуговым способом с присадочным материалом на никелевой основе; после сварки требуется термическая обработка для восстановления жаропрочности. Обработка резанием затруднена из-за склонности к наклёпу — применяются твердосплавные инструменты и обильное охлаждение.
Вопросы и ответы
Какой максимальной толщины поставляется лист ЭИ437А?
Горячекатаный лист изготавливается толщиной до 12 мм; холоднокатаный — до 4 мм. Прокат свыше 12 мм относится к плитам и регламентируется отдельными ТУ.
При какой температуре эксплуатируются листы ЭИ437А?
Длительная рабочая температура — 700–750 C. Кратковременно допустим нагрев до 800 C без необратимого снижения механических свойств.
Требуется ли термообработка после сварки листов ЭИ437А?
Да. Аустенитно-стареющий сплав восстанавливает свойства только после закалки от 1080–1120 C и старения при 700–800 C. Без термообработки зона термического влияния теряет жаропрочность.
Чем отличается ЭИ437А от ЭИ437Б?
ЭИ437Б содержит повышенное содержание бора и церия, что увеличивает длительную прочность при 750 C. ЭИ437А применяется в менее нагруженных узлах и проще в обработке давлением.
