Жаропрочный круг ЭИ835 — деформируемый сплав на никелевой основе для горячедеформированных заготовок
Жаропрочный круг ЭИ835 — это горячекатаный или кованый пруток из деформируемого никелевого сплава, легированного хромом, молибденом, вольфрамом и алюминием. Материал относится к классу дисперсионно-твердеющих сплавов и сохраняет работоспособность при температурах до 800–850 C. Круг ЭИ835 поставляется в термически обработанном состоянии — после закалки и старения, что обеспечивает оптимальное сочетание жаропрочности, сопротивления ползучести и длительной пластичности.
Сплав ЭИ835 (аналог по ГОСТ 5632 — ХН60ВТ) характеризуется стабильной структурой -твердого раствора, упрочненного интерметаллидной -фазой. Благодаря этому круг демонстрирует высокий предел длительной прочности: при 700 C и базе испытаний 100 ч он составляет не менее 350 МПа, при 800 C — не менее 180 МПа. Материал также отличается удовлетворительной технологической пластичностью в горячем состоянии, что позволяет изготавливать из него поковки сложной конфигурации без образования трещин и расслоений.
Химический состав и механические свойства
Химический состав круга ЭИ835 регламентирован ГОСТ 5632-72 и включает следующие основные элементы:
- никель — основа, не менее 55%;
- хром — 19–22%, обеспечивает окалиностойкость до 900 C;
- вольфрам — 4–6%, упрочняет твердый раствор;
- молибден — 3–5%, повышает сопротивление ползучести;
- алюминий — 1,5–2,5%, участвует в формировании -фазы;
- титан — до 0,5%, дополнительное дисперсионное упрочнение.
Механические свойства круга ЭИ835 после стандартной термической обработки (закалка 1050–1080 C, старение 750–800 C) приведены в таблице.
| Температура испытания, C | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Длительная прочность (100 ч), МПа |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 880–980 | 590–680 | 20–28 | — |
| 600 | 740–820 | 520–590 | 18–24 | 480 |
| 700 | 620–700 | 440–510 | 15–20 | 350 |
| 800 | 480–560 | 340–410 | 12–18 | 180 |
Технологические особенности обработки
Круг ЭИ835 требует соблюдения специфических режимов при механической обработке. Материал склонен к наклепу, поэтому рекомендуется применять твердосплавный инструмент с положительным передним углом и обильным охлаждением. Скорость резания при точении — 20–40 м/мин, подача — 0,1–0,3 мм/об. Шлифование выполняется кругами на керамической связке с интенсивным охлаждением для предотвращения прижогов.
Сварка круга ЭИ835 ограничена: допускается аргонодуговая сварка неплавящимся электродом с присадочной проволокой того же состава. После сварки обязательна полная термическая обработка для восстановления свойств. Для соединения с другими жаропрочными сплавами применяют электронно-лучевую сварку в вакууме.
Применение в промышленности
Жаропрочный круг ЭИ835 востребован в отраслях, где узлы работают при высоких температурах в сочетании с механическими нагрузками:
- газотурбинные двигатели — диски компрессора, лопатки направляющих аппаратов, крепежные элементы горячей зоны;
- энергетическое машиностроение — детали камер сгорания, жаровые трубы, переходники;
- авиастроение — фланцы, патрубки, кольца уплотнений выхлопных систем;
- химическое и нефтегазовое оборудование — арматура для сред с температурой до 800 C;
- металлургия — ролики и детали печных конвейеров, работающих в зоне нагрева.
Круг ЭИ835 поставляется в диаметрах от 10 до 200 мм. Допуски на размеры и кривизну соответствуют ГОСТ 2590 для горячекатаного проката. Поверхность заготовок после механической обработки не требует дополнительной защиты при хранении в сухих отапливаемых помещениях.
Вопросы и ответы
До какой температуры можно эксплуатировать круг ЭИ835?
Длительная рабочая температура составляет до 800 C. При кратковременных режимах допускается нагрев до 850 C, однако ресурс при этом снижается из-за ускоренной коагуляции упрочняющей -фазы.
Какая термическая обработка применяется для круга ЭИ835?
Стандартный режим — закалка от 1050–1080 C с охлаждением на воздухе и последующее старение при 750–800 C в течение 8–16 часов. Это обеспечивает максимальную жаропрочность и стабильность структуры.
Можно ли подвергать круг ЭИ835 холодной деформации?
В холодном состоянии сплав малопластичен и склонен к трещинообразованию. Допустима лишь незначительная правка с подогревом до 200–300 C. Основные деформационные операции выполняются при 950–1150 C.
Какие аналоги существуют у круга ЭИ835?
Ближайшие отечественные аналоги — ЭИ868 и ХН60ВТ. Из зарубежных сплавов частичное соответствие демонстрирует Inconel 601, однако по жаропрочности при 800 C ЭИ835 превосходит его за счет вольфрамового упрочнения.
