Жаропрочная полоса ХН45Ю в Минске


Жаропрочная полоса ХН45Ю: сплав на никель-хром-алюминиевой основе для высокотемпературных узлов

Жаропрочная полоса ХН45Ю — это горячекатаный или холоднокатаный сортовой прокат из сплава ХН45Ю (система Ni–Cr–Al, легирование иттрием), относящегося к классу никелевых жаропрочных сплавов с преимущественно твёрдорастворным и карбидным упрочнением. Сплав сохраняет работоспособность в окислительных средах при температурах до 1100–1150 C, обладает стойкостью к сульфидной коррозии и высокотемпературному окислению. Полоса поставляется в виде рулонного или мерного проката толщиной 0,5–6,0 мм и шириной 20–600 мм.

Технические характеристики и химический состав

Сплав ХН45Ю содержит 44–46 % никеля, 22–25 % хрома, 2,5–3,5 % алюминия, до 0,05 % углерода, микродобавки иттрия (0,01–0,15 %) и церия. Иттрий связывает примеси серы и повышает адгезию защитной оксидной плёнки AlO–CrO. Плотность — 7,9 г/см, температура плавления — 1380–1420 C, коэффициент линейного расширения — 14,5 10 К в диапазоне 20–1000 C.

ПараметрЗначениеУсловия испытанийЕдиницаМетод контроля
Предел прочности в 65020 CМПаГОСТ 1497
Предел текучести 0,2 32020 CМПаГОСТ 1497
Относительное удлинение 2520 C%ГОСТ 1497
Предел длительной прочности 451000 C, 100 чМПаГОСТ 10145
Жаростойкость (потеря массы) 0,51100 C, 100 чг/(мч)ГОСТ 6130

Технологические особенности проката

Полоса ХН45Ю производится по ГОСТ 5632 и ТУ 14-1-хххх. Горячая деформация выполняется при 1150–900 C с последующим отжигом при 1050–1080 C и охлаждением на воздухе. Холоднокатаная полоса подвергается рекристаллизационному отжигу для снятия наклёпа. Сплав удовлетворительно обрабатывается давлением, сваривается аргонодуговой и электронно-лучевой сваркой; сварные соединения требуют термообработки для восстановления пластичности.

Области применения

  • Камеры сгорания и жаровые трубы газотурбинных установок, энергетических и авиационных двигателей.
  • Элементы печной арматуры: муфели, реторты, направляющие рольгангов методических печей прокатных станов.
  • Теплообменники и трубные решётки установок каталитического крекинга в нефтехимии.
  • Экраны и обмуровка высокотемпературных реакторов пиролиза, агрегатов производства технического углерода.
  • Детали выхлопных трактов и систем нейтрализации отработавших газов в металлургии и энергетике.
  • Оснастка для термообработки: поддоны, корзины, сетки для закалки и отпуска при 900–1100 C.

Условия эксплуатации и ограничения

Полоса ХН45Ю работоспособна в окислительных и слабонауглероживающих средах. В восстановительных атмосферах с высоким парциальным давлением сероводорода при 800–1000 C ресурс снижается из-за сульфидирования. Длительная эксплуатация при 1150 C и выше приводит к укрупнению зерна и охрупчиванию. Предельная рабочая температура кратковременного применения — 1200 C.

Вопросы и ответы

Чем отличается полоса ХН45Ю от полосы ХН45Ю-ВИ?

Полоса ХН45Ю-ВИ выплавляется в вакуумно-индукционной печи, что снижает содержание газов и неметаллических включений. Это повышает длительную прочность и пластичность при 1000–1100 C, но увеличивает стоимость проката.

При какой температуре выполняется отжиг полосы ХН45Ю?

Рекристаллизационный отжиг проводится при 1050–1080 C с выдержкой 15–30 мин и охлаждением на воздухе. Для снятия наклёпа после холодной прокатки достаточно 1000–1050 C.

Допускается ли сварка полосы ХН45Ю без последующей термообработки?

Нет. Сварные швы без термообработки имеют пониженную пластичность и склонны к образованию трещин при эксплуатации выше 700 C. Рекомендуется отжиг сварного соединения при 1050–1080 C.

Какая атмосфера ограничивает применение полосы ХН45Ю?

Восстановительные среды с высоким содержанием сероводорода и сернистого газа при 800–1000 C вызывают сульфидную коррозию. В таких условиях ресурс полосы сокращается, требуется защитное покрытие или замена на сплавы с повышенным содержанием хрома.