Жаропрочная стальная поковка ХН38ВТ в Минске

Жаропрочная стальная поковка ХН38ВТ: характеристики, термообработка и применение

Жаропрочная стальная поковка ХН38ВТ — деформируемый полуфабрикат из никель-хромового сплава на основе системы Ni–Cr–W–Ti, полученный горячей пластической деформацией слитка или заготовки. Сплав ХН38ВТ (ХН38ВТ-ВД, ХН38ВТ-ИД) относится к дисперсионно-твердеющим жаропрочным материалам и сохраняет работоспособность при длительной эксплуатации в интервале 700–950 C. Поковка формируется методами свободной ковки, штамповки и радиально-ротационного обжатия с последующей термической обработкой, обеспечивающей равномерное распределение упрочняющей -фазы на базе Ni(Al, Ti).

Химический состав и структура

Основу сплава составляет никель (остальное), легированный хромом 14–17 %, вольфрамом 4–6 %, титаном 2,4–3,2 %, алюминием 0,7–1,4 %. Вольфрам повышает жаропрочность и сопротивление ползучести, титан и алюминий формируют упрочняющую фазу. Поковка ХН38ВТ имеет аустенитную матрицу с размером зерна 20–80 мкм после рекристаллизационного отжига. Содержание вредных примесей (сера, фосфор, кремний) регламентируется узкими допусками, а в вариантах вакуумно-дугового (ВД) и электрошлакового (ИД) переплава — дополнительно снижено.

Механические свойства при температуре

Прочностные характеристики поковки ХН38ВТ определяются режимом термической обработки: закалка 1080–1120 C, старение 700–800 C. Кратковременная прочность и длительная жаропрочность нормируются при рабочих температурах газотурбинных установок.

Технология ковки и термообработки

Нагрев заготовки под ковку ведут до 1150–1180 C с выдержкой, обеспечивающей сквозной прогрев. Деформацию выполняют в интервале 1180–950 C с суммарной степенью обжатия не менее 40 % для проработки литой структуры. Завершающая термическая обработка включает:

• гомогенизационный отжиг при 1150–1180 C для устранения дендритной ликвации;
• закалку в воде или на воздухе с 1080–1120 C;
• старение при 750–800 C, выдержка 8–16 ч;
• контроль макро- и микроструктуры по ОСТ 1 90126 и ТУ на поковки;
• ультразвуковую дефектоскопию по ГОСТ Р 50.05.05.

Области применения

Поковки ХН38ВТ используются в узлах, работающих при высоких температурах и нагрузках в окислительной среде:

• диски и рабочие лопатки турбин газоперекачивающих агрегатов;
• камеры сгорания и жаровые трубы энергетических ГТУ;
• детали выхлопных систем авиационных двигателей;
• арматура высокотемпературных печей и реакторов нефтехимии;
• крепёж горячего тракта установок каталитического крекинга.

Обрабатываемость и свариваемость

Механическая обработка поковки ХН38ВТ затруднена вследствие высокой жаропрочности и склонности к наклёпу: применяют твёрдосплавный инструмент и обильное охлаждение. Сварка возможна аргонодуговым способом с предварительным подогревом 200–300 C и последующей термообработкой сварного соединения. Поковка поставляется в термообработанном состоянии с сертификатом, включающим результаты механических испытаний и химического анализа.

Вопросы и ответы