Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Кольцевые заготовки из жаропрочного сплава ЖС6У
Кольцевые заготовки из литейного никелевого жаропрочного сплава ЖС6У (ЖС6-У, ГОСТ 23577-79, ТУ 1-92-177-91) получают методом вакуумной плавки с последующей центробежной или статической отливкой в керамические формы. Сплав относится к классу литейных никелевых сплавов, упрочняемых интерметаллидной -фазой Ni(Al, Ti), и сохраняет работоспособность при длительной эксплуатации до 975–1000 C. Кольцевые заготовки предназначены для последующей механической обработки в детали горячего тракта газотурбинных двигателей и установок.
Химический состав и структура
Основа сплава — никель (60–65 %). Легирующий комплекс обеспечивает гетерофазное упрочнение и жаростойкость:
- хром — 9,5–11,5 % (жаростойкость, сопротивление сульфидной коррозии);
- алюминий — 5,0–6,0 % и титан — 2,0–3,0 % (формирование -фазы);
- молибден — 3,5–4,5 % и вольфрам — 4,5–5,5 % (твердорастворное упрочнение);
- кобальт — 4,0–5,0 % (стабилизация -фазы, повышение жаропрочности);
- углерод — 0,13–0,20 %, бор, церий, иттрий — микролегирование по границам зёрен.
Структура — -матрица с равномерно распределёнными кубоидными выделениями -фазы (объёмная доля 55–65 %), карбидами MeC и MeC, а также эвтектикой /. Пористость кольцевых заготовок не превышает 0,5–1,0 % при контроле рентгеном и капиллярной дефектоскопией.
Механические свойства при рабочих температурах
| Температура испытания | в, МПа | ,, МПа | , % | Длительная прочность (100 ч), МПа |
|---|---|---|---|---|
| 20 C | 930–980 | 780–830 | 5–8 | — |
| 800 C | 720–760 | 620–660 | 6–10 | 340–380 |
| 900 C | 540–580 | 460–500 | 8–12 | 180–210 |
| 975 C | 380–420 | 320–360 | 10–15 | 90–110 |
| 1000 C | 300–340 | 250–290 | 12–18 | 60–75 |
Технологические особенности кольцевых заготовок
Отливка колец ведётся в вакуумных индукционных печах при остаточном давлении 10–10 мм рт. ст. Температура заливки — 1450–1520 C, температура формы — 900–1000 C. Центробежный способ обеспечивает направленную кристаллизацию от наружного контура к внутреннему, что снижает усадочную пористость в теле кольца. После отливки заготовки подвергают:
- горячему изостатическому прессованию (ГИП) при 1180–1220 C и давлении 140–160 МПа для залечивания внутренних дефектов;
- термообработке по режиму: гомогенизация 1210–1230 C, 4–6 ч, + старение 950–970 C, 4–8 ч;
- предварительной механической обработке с припуском 3–5 мм на сторону под финишную лезвийную обработку;
- ультразвуковому и рентгеновскому контролю сплошности.
Применение
Кольцевые заготовки из ЖС6У используются как полуфабрикат для изготовления:
- рабочих и сопловых лопаток турбин авиационных ГТД (в том числе с направленной кристаллизацией);
- жаровых труб и камер сгорания стационарных газотурбинных установок;
- уплотнительных колец турбины и деталей ротора, работающих в зоне высоких температур;
- элементов выхлопных систем энергетических и судовых ГТУ;
- деталей горячего тракта турбонаддува и вспомогательных силовых установок.
Эксплуатационные ограничения: длительная работа при 1000 C и выше приводит к коагуляции -фазы и падению длительной прочности; сульфидная коррозия ускоряется при содержании серы в топливе выше 0,5 %. Для защиты применяют алитирование, хромоалитирование и жаростойкие покрытия типа СДСУ-1.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура кольцевых заготовок из ЖС6У?
Длительная эксплуатация — до 975–1000 C. Кратковременно допускается нагрев до 1050 C без существенной потери прочности.
Проводится ли ГИП для кольцевых заготовок из ЖС6У?
Да, горячее изостатическое прессование при 1180–1220 C и 140–160 МПа применяется для устранения усадочной пористости и повышения усталостной долговечности.
Какой термообработке подвергают заготовки?
Двухступенчатая: гомогенизация при 1210–1230 C (4–6 ч) с последующим старением при 950–970 C (4–8 ч) для выделения -фазы.
Обрабатывается ли ЖС6У резанием?
Да, но сплав относится к труднообрабатываемым: применяют твердосплавный инструмент (ВК, TiAlN-покрытия), низкие скорости резания 15–30 м/мин и обильное охлаждение.