Жаропрочная карточка ЭК61-ИД в Минске

Жаропрочная карточка ЭК61-ИД: технические характеристики и применение

Жаропрочная карточка ЭК61-ИД — это листовой полуфабрикат из дисперсионно-твердеющего никелевого сплава, легированного хромом, молибденом, алюминием и титаном. Материал предназначен для изготовления деталей газотурбинных двигателей и энергетических установок, работающих в интервале температур 600–800 C. Обозначение ИД указывает на способ выплавки — индукционная дегазация, что обеспечивает пониженное содержание газов и неметаллических включений в металле.

Сплав ЭК61-ИД относится к классу материалов с -упрочнением. Упрочняющая фаза Ni(Al,Ti) выделяется в процессе двухступенчатой термической обработки: закалка с 1120 C и старение при 800 C в течение 8 часов. После полной термообработки материал демонстрирует предел длительной прочности не менее 120 МПа при 700 C и базе испытаний 100 часов, что подтверждает его пригодность для ответственных узлов горячего тракта.

Химический состав и структурные особенности

Основу сплава составляет никель (баланс), содержание хрома находится в пределах 15–17 %, молибдена — 3,5–4,5 %, алюминия — 1,5–2,0 %, титана — 1,5–2,0 %. Ограничение по вредным примесям: сера не более 0,010 %, фосфор — 0,015 %, свинец и висмут контролируются на уровне тысячных долей процента. Карточка ЭК61-ИД поставляется в виде листов толщиной 0,8–4,0 мм, прошедших контроль ультразвуковой дефектоскопией по классу сплошности 1.

Микроструктура после полной термической обработки — аустенитное зерно размером 4–6 баллов с равномерно распределёнными выделениями -фазы размером 20–50 нм. Отсутствие крупных карбидов по границам зёрен обеспечивает стабильность характеристик жаропрочности при длительной эксплуатации.

Механические свойства при повышенных температурах

Кратковременная прочность при 20 C составляет 950–1100 МПа, предел текучести — 650–750 МПа, относительное удлинение — не менее 15 %. При нагреве до 700 C предел прочности снижается до 650–700 МПа, что характерно для никелевых сплавов данного класса. Ударная вязкость KCU при комнатной температуре — не менее 40 Дж/см.

Технологичность и свариваемость

Карточка ЭК61-ИД допускает холодную деформацию с промежуточными отжигами при 1050–1080 C. Коэффициент упрочнения при нагартовке умеренный, что позволяет изготавливать детали сложной конфигурации методом штамповки. Материал сваривается аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом с присадочной проволокой того же состава. Для снятия сварочных напряжений рекомендуется отжиг при 900 C в течение 1 часа.

Обработка резанием затруднена из-за высокой вязкости и склонности к наклёпу. Рекомендуется применять твердосплавный инструмент с износостойкими покрытиями, скорости резания — 15–25 м/мин, подачи — 0,05–0,15 мм/об. Охлаждение — обильное, эмульсией или маслом.

Области применения

Основное назначение карточки ЭК61-ИД — производство листовых деталей горячего тракта авиационных и промышленных газотурбинных двигателей:

• жаровые трубы камер сгорания и переходные каналы;
• экраны и дефлекторы турбинных секций;
• обшивка сопловых аппаратов и выходных устройств;
• гофры компенсаторов и сильфонные элементы выхлопных систем;
• теплообменники и рекуператоры энергетических установок;
• детали форсажных камер и регулируемых сопел.

В энергетическом машиностроении материал применяется для изготовления жаровых труб котлов-утилизаторов и камер сгорания газотурбинных электростанций, работающих в циклическом режиме с частыми пусками и остановами. Стойкость к термической усталости при циклическом нагреве до 800 C — не менее 500 циклов до образования трещин.

Коррозионная стойкость и жаростойкость

Сплав ЭК61-ИД обладает удовлетворительной стойкостью к газовой коррозии в продуктах сгорания углеводородного топлива. Окалиностойкость при 800 C — не менее 200 часов до потери массы 1 г/м. Легирование хромом обеспечивает формирование плотной оксидной плёнки CrO, замедляющей диффузию кислорода вглубь металла. В средах, содержащих серу, рекомендуется применять защитные покрытия на основе алюминидов.

Вопросы и ответы