Жаропрочный лист ЭП797-ВИ: характеристики и применение
Жаропрочный лист ЭП797-ВИ — это деформируемый никелевый сплав на основе Ni–Cr–W–Mo–Al–Ti–Nb, выплавляемый методом вакуумно-индукционной плавки с последующим вакуумно-дуговым переплавом (ВИ). Листовой прокат из сплава ЭП797-ВИ предназначен для длительной эксплуатации при температурах до 800–850 C и кратковременной — до 950 C. Материал сочетает высокую жаропрочность с удовлетворительной технологической пластичностью, что позволяет изготавливать из него сложнопрофильные детали методами холодной и горячей деформации.
Химический состав и структура
Сплав ЭП797-ВИ относится к классу гетерофазных никелевых сплавов, упрочняемых интерметаллидной -фазой на основе Ni(Al,Ti,Nb). Легирование вольфрамом и молибденом обеспечивает твердорастворное упрочнение матрицы, а хром — сопротивление высокотемпературной газовой коррозии. Вакуумно-индукционная выплавка с последующим вакуумно-дуговым переплавом гарантирует низкое содержание газовых примесей (кислорода, азота, водорода) и неметаллических включений, что критически важно для стабильности механических свойств при длительных выдержках под нагрузкой.
Листовой прокат поставляется в термически обработанном состоянии — закалка с температуры 1050–1100 C с последующим старением при 750–800 C. Такая обработка формирует оптимальную морфологию -фазы и карбидных частиц по границам зёрен, обеспечивая сочетание прочности и пластичности.
Механические свойства листового проката
Механические характеристики листа ЭП797-ВИ определяются при комнатной и повышенных температурах. При 20 C временное сопротивление разрыву составляет 950–1150 МПа, предел текучести — 650–800 МПа, относительное удлинение — не менее 15%. При рабочей температуре 800 C предел длительной прочности на базе 100 ч достигает 250–300 МПа, что позволяет использовать материал для высоконагруженных элементов горячего тракта.
| Температура испытания, C | Временное сопротивление в, МПа | Предел текучести 0,2, МПа | Относительное удлинение , % | Предел длительной прочности (100 ч), МПа |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 950–1150 | 650–800 | 15–25 | — |
| 700 | 750–850 | 550–650 | 12–18 | 450–500 |
| 800 | 600–700 | 450–550 | 10–15 | 250–300 |
| 900 | 400–500 | 300–380 | 15–25 | 120–150 |
Технологические особенности обработки
Лист ЭП797-ВИ допускает холодную деформацию с промежуточными отжигами при 1050–1100 C. Радиус гиба при холодной формовке — не менее 3–5 толщин листа. Горячая штамповка выполняется при 1000–1150 C с последующим замедленным охлаждением. Сварка сплава производится аргонодуговым методом с присадочным материалом того же состава; после сварки рекомендуется полная термическая обработка для восстановления свойств в зоне термического влияния. Механическая обработка резанием затруднена из-за высокой вязкости и склонности к наклёпу, поэтому применяются твёрдосплавные инструменты с обильным охлаждением.
Области применения
Листовой прокат ЭП797-ВИ востребован в отраслях, где требуется длительная работа металла при высоких температурах в окислительных средах:
- авиационные газотурбинные двигатели — жаровые трубы камер сгорания, завихрители, экраны форсажной камеры;
- наземные газотурбинные установки — элементы камер сгорания и переходных патрубков;
- ракетно-космическая техника — сопловые насадки, газоводы, теплозащитные экраны;
- энергетическое машиностроение — высокотемпературные теплообменники и жаровые элементы;
- химическое и нефтехимическое оборудование — аппараты для пиролиза и риформинга при 750–850 C.
Сортамент и условия поставки
Лист ЭП797-ВИ поставляется толщиной 0,8–12 мм, шириной 600–1200 мм, длиной до 3000 мм. Допуски по толщине — по классу точности В или А по ГОСТ 5949-75. Поверхность листов — травлёная или шлифованная, без расслоений, трещин и плен. Контроль качества включает проверку химического состава, механических свойств при 20 C и 800 C, а также ультразвуковой контроль сплошности для листов толщиной более 3 мм.
Вопросы и ответы
Чем отличается ЭП797-ВИ от ЭП797 без индекса ВИ?
Индекс ВИ означает вакуумно-индукционную выплавку с последующим вакуумно-дуговым переплавом. Это обеспечивает снижение содержания газов и неметаллических включений, повышая стабильность жаропрочных свойств и ресурс деталей при длительной эксплуатации.
До какой температуры можно эксплуатировать лист ЭП797-ВИ?
Длительная работа допускается при 800–850 C, кратковременная — до 950 C. При 900 C предел длительной прочности на базе 100 ч составляет 120–150 МПа, что ограничивает применение при более высоких температурах.
Какие методы сварки применимы для листа ЭП797-ВИ?
Основной метод — аргонодуговая сварка неплавящимся электродом с присадкой того же состава. Допустима также электронно-лучевая сварка. После сварки обязательна полная термическая обработка для восстановления прочностных характеристик в зоне термического влияния.
Какие толщины листов доступны в стандартной поставке?
Стандартный сортамент — от 0,8 до 12 мм. Для листов толщиной более 3 мм проводится ультразвуковой контроль сплошности. Возможна поставка листов с допусками по толщине класса точности В или А.
