Жаропрочный круг ХН57ВКЮТМБЛ: никелевый сплав для деталей горячего тракта
Жаропрочный круг ХН57ВКЮТМБЛ — сортовой прокат из литейного никелевого сплава системы Ni–Cr–W–Co–Mo–Al–Ti–Nb–B, предназначенный для изготовления деталей, работающих при температурах до 900–950 C в окислительных и восстановительных средах. Сплав относится к классу литейных жаропрочных материалов с карбидным и интерметаллидным упрочнением; круг поставляется в литом или горячедеформированном состоянии и применяется преимущественно как заготовка для последующей механической обработки.
Химический состав и структура
Основа сплава — никель (не менее 55 %). Легирующий комплекс обеспечивает сочетание жаропрочности и жаростойкости:
- хром — 14–16 %: жаростойкость, стойкость к сульфидной коррозии;
- вольфрам — 4–6 % и молибден — 3–5 %: твердорастворное упрочнение -матрицы;
- кобальт — 4–6 %: повышение температуры рекристаллизации;
- алюминий и титан — суммарно 3–4,5 %: образование -фазы Ni(Al,Ti);
- ниобий — 1–2 %: стабилизация карбидов и упрочнение границ зёрен;
- бор — 0,005–0,02 %: упрочнение границ зёрен, повышение длительной прочности.
Структура — -твёрдый раствор с выделениями -фазы, карбидами типа MC, MC и MC по границам и телу зерна. Дисперсионное твердение реализуется при термической обработке: гомогенизация при 1150–1180 C, старение при 800–850 C.
Механические и эксплуатационные свойства
Прочностные характеристики сохраняются при длительном нагреве. Предел длительной прочности при 900 C за 100 ч — не менее 90–110 МПа; при 800 C — 180–220 МПа. Кратковременный предел прочности при 20 C — 900–1100 МПа, относительное удлинение — 8–15 %. Сплав устойчив к малоцикловой усталости при термоциклировании, обладает удовлетворительной стойкостью к газовой коррозии до 950 C.
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | 900–1100 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Предел длительной прочности | 90 | 900 C, 100 ч | МПа | ГОСТ 10145 |
| Относительное удлинение | 8–15 | 20 C | % | ГОСТ 1497 |
| Диаметр круга | 20–200 | сортовой прокат | мм | ГОСТ 2590 |
| Рабочая температура | до 950 | длительная эксплуатация | C | испытания на жаростойкость |
Технологические особенности обработки
Круг ХН57ВКЮТМБЛ обрабатывается резанием твердосплавным инструментом (группы K, S) на пониженных режимах: скорость резания — 15–30 м/мин, подача — 0,1–0,2 мм/об. Сварка выполняется аргонодуговым способом с подогревом до 300–400 C и последующей термообработкой. Деформация в горячем состоянии ограничена узким интервалом 1050–1150 C.
Области применения
- лопатки и сопловые аппараты газотурбинных установок энергетических и газоперекачивающих агрегатов;
- детали камер сгорания и жаровых труб промышленных печей;
- арматура высокотемпературных трубопроводов нефтехимических установок каталитического крекинга;
- элементы крепежа и экраны установок термической обработки;
- детали горячего тракта авиационных и судовых двигателей.
Нормативная база и маркировка
Поставка осуществляется по ГОСТ 5632 (марки высоколегированных сталей и сплавов) и техническим условиям изготовителя. Круг маркируется с указанием плавки, диаметра и состояния поставки. Контроль — ультразвуковая дефектоскопия, проверка макро- и микроструктуры, механические испытания при 20 C и рабочей температуре.
Вопросы и ответы
До какой температуры сохраняется работоспособность круга ХН57ВКЮТМБЛ?
Длительная эксплуатация возможна до 900–950 C. При 900 C предел длительной прочности за 100 ч составляет не менее 90 МПа; выше 950 C интенсивно развивается окисление и разупрочнение.
Чем отличается ХН57ВКЮТМБЛ от деформируемых никелевых сплавов типа ХН77ТЮР?
ХН57ВКЮТМБЛ — литейный сплав с повышенным содержанием вольфрама, кобальта и бора, что обеспечивает более высокую жаропрочность, но ограничивает технологическую пластичность. ХН77ТЮР деформируется давлением и применяется для катаных полуфабрикатов.
Требуется ли термообработка круга после механической обработки?
При изготовлении ответственных деталей проводится гомогенизация при 1150–1180 C и старение при 800–850 C. Режим назначается с учётом условий эксплуатации и требований к длительной прочности.
Какие диаметры круга доступны для поставки?
Стандартный сортамент — от 20 до 200 мм. Возможны индивидуальные размеры под заказ с учётом литейной технологии и припусков на механическую обработку.
