Заготовки из стали (кольца) ЖС6КП в Минске

Заготовки из стали (кольца) ЖС6КП — жаропрочные диски и кольцевые детали ГТД

Заготовки из стали (кольца) ЖС6КП представляют собой деформируемые полуфабрикаты кольцевого сечения, изготовленные из литейного жаропрочного никелевого сплава на основе никеля. Материал ЖС6КП относится к классу сложнолегированных сплавов с интерметаллидным -упрочнением, предназначенных для длительной эксплуатации при температурах до 1000 C. Кольцевые заготовки получают методом горячей механической обработки с последующей термической стабилизацией, что обеспечивает формирование регламентированной мелкозернистой структуры и заданного комплекса механических свойств в радиальном и тангенциальном направлениях.

Химический состав ЖС6КП регламентирован отраслевыми техническими условиями и включает хром (10,5–12,5 %), кобальт (4,5–6,5 %), вольфрам (4,5–6,0 %), молибден (3,5–5,0 %), алюминий (5,0–6,0 %), титан (2,0–3,0 %), углерод (0,13–0,20 %), а также микролегирование бором и церием. Такая система легирования обеспечивает сочетание высокой жаропрочности, сопротивления ползучести и окалиностойкости в условиях циклического термомеханического нагружения.

Технологические особенности производства кольцевых заготовок

Кольцевые заготовки из ЖС6КП формируются из слитков вакуумно-индукционной выплавки с последующим вакуумно-дуговым переплавом. Основные переделы включают:

• гомогенизационный отжиг для устранения дендритной ликвации;
• горячую осадку и прошивку на гидравлических прессах;
• раскатку на кольцераскатных станах в интервале температур деформации 1050–1180 C;
• ступенчатую термическую обработку: закалка от 1200–1250 C с охлаждением на воздухе и старение при 800–900 C в течение 8–16 часов.

Благодаря узкому интервалу температурной деформации и контролируемому охлаждению достигается равномерность структуры по сечению кольца, отсутствие макро- и микротрещин, а также стабильность механических характеристик в диапазоне рабочих температур.

Механические свойства и эксплуатационные характеристики

Кольцевые заготовки ЖС6КП характеризуются следующими показателями при комнатной температуре: временное сопротивление — 950–1150 МПа, условный предел текучести — 750–900 МПа, относительное удлинение — 6–12 %, ударная вязкость — 30–50 Дж/см. При температуре 900 C длительная прочность составляет не менее 180 МПа при базе испытаний 100 часов, что подтверждает пригодность материала для высоконагруженных узлов газотурбинных установок.

Применение кольцевых заготовок ЖС6КП

Кольцевые заготовки из ЖС6КП ориентированы на производство ответственных деталей горячего тракта авиационных газотурбинных двигателей и наземных энергетических установок. Основные области применения:

• лабиринтные уплотнения и гребешки роторов компрессора и турбины;
• кольцевые вставки камер сгорания и жаровых труб;
• дефлекторные кольца и экраны форсажных камер;
• дистанционные и распорные кольца валов турбин;
• корпусные кольца сопловых аппаратов высокотемпературных ступеней.

Детали из данных заготовок эксплуатируются в среде продуктов сгорания авиакеросина и природного газа при температурах до 1000 C, в условиях знакопеременных термических напряжений и вибрационных нагрузок. Материал сохраняет работоспособность при кратковременных забросах температуры до 1050 C, что критично для переходных режимов запуска и останова газотурбинных установок.

Контроль качества и нормативная документация

Каждая партия кольцевых заготовок ЖС6КП подвергается приемочному контролю в объеме: спектральный анализ химического состава, ультразвуковой контроль сплошности, люминесцентный контроль поверхности, замер твердости по Бринеллю, испытания на растяжение при комнатной и повышенных температурах, металлографический контроль макро- и микроструктуры. Допуски на геометрические размеры колец устанавливаются в соответствии с требованиями чертежа и технических условий на поставку.

Вопросы и ответы