Стальные поковки 15Х12ВНМФ в Минске


Стальные поковки 15Х12ВНМФ — жаропрочные заготовки для энергетического машиностроения

Стальные поковки 15Х12ВНМФ — это кованые заготовки из жаропрочной хромистой стали мартенситного класса, предназначенные для изготовления высоконагруженных деталей паровых и газовых турбин. Материал легирован хромом (11,5–13,0 %), вольфрамом (0,7–1,1 %), молибденом (0,8–1,1 %), ванадием (0,15–0,30 %) и никелем (0,5–0,9 %), что обеспечивает сочетание длительной прочности при температурах до 580–600 C и сопротивления окислению в среде перегретого пара.

Поковки из стали 15Х12ВНМФ поставляются в термически обработанном состоянии — после нормализации с высоким отпуском или улучшения. Структура после полной термообработки — сорбит отпуска с карбидной фазой, обеспечивающая стабильность механических свойств в интервале рабочих температур. Материал склонен к отпускной хрупкости, поэтому при изготовлении контролируется скорость охлаждения после высокого отпуска.

Технологические особенности производства поковок

Ковка заготовок 15Х12ВНМФ выполняется из слитков или катаной заготовки с суммарной степенью укова не менее 3:1 для проработки макроструктуры. Температурный интервал ковки — 1180–850 C. После деформации обязательно проводится изотермический отжиг для снятия внутренних напряжений и подготовки структуры к механической обработке. Контроль качества включает ультразвуковой контроль сплошности, определение механических свойств на продольных образцах и проверку макроструктуры на серных отпечатках.

Механические свойства поковок после окончательной термообработки (закалка от 1030–1070 C в масло, отпуск при 660–720 C):

  • временное сопротивление — не менее 735 МПа;
  • предел текучести — не менее 590 МПа;
  • относительное удлинение — не менее 14 %;
  • ударная вязкость KCU — не менее 59 Дж/см;
  • длительная прочность при 580 C за 100 000 ч — не менее 108 МПа.

Применение поковок 15Х12ВНМФ

Основная область использования — энергетическое машиностроение, где из поковок изготавливают роторы паровых турбин среднего и высокого давления, диски турбин, крепежные элементы фланцевых соединений цилиндров, а также детали арматуры высокого давления. Заготовки применяются в производстве турбокомпрессорного оборудования и насосных агрегатов для перекачки горячих сред.

Работоспособность деталей из поковок 15Х12ВНМФ подтверждена в условиях циклических термических нагрузок, характерных для пусковых режимов турбоагрегатов ТЭС и АЭС. Материал сохраняет стабильность структуры при длительных выдержках под напряжением и не склонен к охрупчиванию в процессе эксплуатации при температурах до 580 C.

Сортамент и контроль качества

Поковки из стали 15Х12ВНМФ изготавливаются в соответствии с требованиями отраслевых нормативных документов для энергетического машиностроения. Форма поставки — круглые, прямоугольные или ступенчатые поковки массой до 12 тонн. Допустимые отклонения по размерам устанавливаются по 2-му классу точности ГОСТ 7062, по массе — по ГОСТ 7829.

ПараметрЗначение для роторных поковокЗначение для дисковых поковокМетод контроля
Временное сопротивление, МПа735–880735–880Растяжение при 20 C
Предел текучести, МПа 590 590Растяжение при 20 C
Ударная вязкость KCU, Дж/см 59 49Испытание на маятниковом копре
Длительная прочность при 580 C, МПа 108 98Испытание на ползучесть

Каждая партия поковок сопровождается сертификатом качества с указанием результатов механических испытаний, данных химического анализа и заключения ультразвукового контроля. По требованию заказчика выполняется контроль механических свойств при повышенных температурах (580 C) и определение ударной вязкости на образцах с концентратором.

Вопросы и ответы

До какой температуры эксплуатации применимы поковки 15Х12ВНМФ?

Рабочий диапазон температур для деталей из поковок 15Х12ВНМФ ограничен 580–600 C. При превышении этого порога наблюдается интенсивное падение длительной прочности и ускоренное окисление поверхности.

Какая термообработка назначается после ковки?

После деформации выполняется изотермический отжиг при 740–780 C для снятия напряжений. Окончательная термообработка — закалка от 1030–1070 C в масло с последующим высоким отпуском при 660–720 C.

Какие методы неразрушающего контроля применяются к поковкам?

Основной метод — ультразвуковой контроль сплошности по всей поверхности заготовки. Дополнительно проводится контроль макроструктуры и при необходимости магнитопорошковый контроль поверхности.

Возможна ли сварка поковок 15Х12ВНМФ?

Материал относится к ограниченно свариваемым сталям. Сварка возможна с предварительным подогревом до 300–400 C и последующим отпуском. Для ответственных узлов турбин сварные соединения, как правило, не применяются.