Жаропрочная стальная поковка ХН60ВТ в Минске

Жаропрочная стальная поковка ХН60ВТ: никель-хромовый сплав для деталей горячего тракта

Поковка из сплава ХН60ВТ (ХН60ВТ-ВД, ХН60ВТ-ИД) — деформированный полуфабрикат на никель-хромовой основе, легированный вольфрамом и титаном. Сплав относится к системе Ni–Cr–W–Ti и сохраняет работоспособность при длительном воздействии температур до 1000–1100 C в окислительных средах. Поковочный передел обеспечивает плотную макроструктуру без литейной пористости, что критично для деталей, работающих при знакопеременных термических и механических нагрузках.

Химический состав и структурные особенности

Основа сплава — никель (не менее 55 %), хром в пределах 23–26 % формирует жаростойкий оксидный слой CrO. Вольфрам (14–16 %) выступает основным твердорастворным упрочнителем, повышая жаропрочность и сопротивление ползучести. Титан (0,3–0,7 %) образует упрочняющую '-фазу NiTi при старении. Углерод ограничен 0,1 %, кремний и марганец — до 0,8 % и 0,5 % соответственно. Присутствие железа допускается до 4 %.

Структура после деформации и термической обработки — аустенитная матрица с равномерно распределёнными карбидами и интерметаллидными включениями. Поковка проходит гомогенизацию при 1150–1180 C и последующую закалку в воду или на воздухе в зависимости от сечения.

Механические свойства при рабочих температурах

Скорость окисления при 1000 C не превышает 0,1 г/(мч). Сплав устойчив к сульфидной коррозии при содержании серы в продуктах сгорания до 1,5 %.

Технология изготовления поковок

Исходная заготовка — слиток вакуумно-дугового или электрошлакового переплава. Деформация выполняется на гидравлических прессах усилием 3000–10000 тс при температуре 1050–1150 C. Степень деформации на заключительном этапе — не менее 30 % для обеспечения рекристаллизованной структуры. Поковки подвергаются ультразвуковому контролю по ГОСТ 24507, замеру твёрдости и испытаниям на длительную прочность.

Области применения

• Камеры сгорания и жаровые трубы газотурбинных установок ГТУ-10, ГТУ-16, ГТЭ-110.
• Лопатки турбин авиационных двигателей Д-30, АЛ-31, работающие при 900–1000 C.
• Арматура высокотемпературных печей: ролики, муфели, подовые балки в линиях отжига.
• Элементы крепежа выхлопных систем энергетических котлов и установок каталитического крекинга.
• Детали ракетных двигателей: сопловые блоки, камеры ЖРД, работающие в контакте с продуктами сгорания.
• Оснастка для горячей штамповки и прессования при температурах до 1050 C.

Обрабатываемость и сварка

Механическая обработка резанием затруднена из-за склонности к наклёпу — применяются твердосплавные резцы ВК8, ВК10 с пониженными режимами (скорость 10–20 м/мин). Сварка возможна аргонодуговым способом с присадочной проволокой ХН60ВТ, требуется подогрев до 200–300 C и последующая термообработка для снятия напряжений.

Вопросы и ответы