Сплав ЭИ617 (ХН70ВМТЮ) жаропрочный на никелевой основе - Inzhener-Info

: Категория: Жаропрочные

Химический состав, %
(ГОСТ 5632-72)
C	Cr	W	Mo	Al	Ti	V	Ni
≤0,12	13-16	5-7	2-4	1,7-2,3	1,8-2,3	0,1-0,5	Основа

Si	Mn	Ce	B	Cu	Fe	S	P
не более
0,6	0,5	0,02	0,02	0,07	5,0	0,01	0,015

Механические свойства по ТУ и ГОСТ
Вид полуфабриката	ТУ, ГОСТ	Метод выплавки	Состояние контрольных образцов	Температура испытания, °С	σ_в	σ₄₀	σ₅₀	δ₅	ψ	HB d_отп мм
					кгс/мм²			%
					не менее
Пруток горячекатанный	ГОСТ 23705-79	ВИ	Термически обработанные по режиму: 1-я закалка с 1190±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 800±10°С (16 часов)	20	-	-	-	-	-	3,3-3,7
				800	70	-	-	7	10	-
				850	-	-	20	-	-	-
		В открытых печах		20	-	-	-	-	-	3,3-3,7
				800	68	-	-	3	8	-
				850	-	20	-	-	-	-
	ТУ14-1-5.2-73	ВИ		20	-	-	-	-	-	3,3-3,7
				800	72	-	-	7	10	-
				850	-	-	20*	-	-	-
	ТУ14-1-1477-75	В открытых печах		20	-	-	-	-	-	3,3-3,7
				800	70	-	-	4	8	-
				850	-	-	20	-	-	-
* σ₇₀

Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	Е	Е_д*	σ_пц	σ_0,2	σ_в	δ₁₀	ψ	а_н	HB d_отп мм
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	кгс/мм²					%		кгс·м/см²	HB d_отп мм
Пруток горячекатанный	Термически обработанные по режиму: 1-я закалка с 1190±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 800±10°С (16 часов)	20	20000	21200	65	75	114	14	15	1,5-3	3,45
		600	16500	18500	59	68	99	16	19	-	-
		700	15000	17700	56	65	90	6-10	12	-	3,6
		750	-	17200	-	-	-	-	-	-	-
		800	14500	16600	46	58	75	5,5-8	12	9,6	3,8
		850	14000	-	37	47	59	5-8	14	-	3,9
		900	13000	-	28	38	49	9-14	19	13,4	4,6
* По данным ЦИАМ

Пределы длительной прочности
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	σ₁	σ₅	σ₁₀	σ₂₅	σ₁₀₀	σ₂₀₀
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	кгс/мм²
Пруток горячекатанный	Термически обработанные по режиму: 1-я закалка с 1190±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 800±10°С (16 часов)	700	70	61	57	53	48	45
		800	48	40	34	31	28	27
		850	39	28	25	21	19	17
		900	-	-	-	-	13	10

Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	σ₃₀₀	σ₅₀₀	σ₁₀₀₀	σ₂₀₀₀	σ^н₁₀₀*
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	кгс/мм²				σ₁₀₀
Пруток горячекатанный	Термически обработанные по режиму: 1-я закалка с 1190±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 800±10°С (16 часов)	700	42	34	32	29	≥0,8
		800	21	19	17	14	≥1
		850	-	12	10	8,5	-
		900	-	-	-	-	-
* r_н = 0,5 мм; а_а = 2,10 (ОСТ1 90294-80).

Пределы ползучести
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	σ_0,2/100		σ_0,2/500
			по общей деформации	по остаточной деформации
			кгс/мм²
Пруток горячекатанный	Термически обработанные по режиму: 1-я закалка с 1190±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 800±10°С (16 часов)	20	-	-	-
		600	-	-	-
		700	30	40	29
		800	17	22	13
		830	15	18	-
		850	14	16	10

Пределы выносливости
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	σ_-1			σ_-1^н*
			на базе N циклов
			10⁷	2·10⁷	8·10⁷	10⁷
			кгс/мм²
Пруток горячекатанный	Термически обработанные по режиму: 1-я закалка с 1190±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 800±10°С (16 часов)	20	34	-	-	-
		600	33	30	28	-
		700	37	35	31	-
		800	33	31	28	16
		830	-	-	-	-
		850	26	25	22	-
* r_н = 0,5 мм; а_а = 2,33 (ГОСТ 25.502-79).

Секундная прочность
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	σ_10''	σ_60''	σ_120''	σ_180''	σ_240''
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	кгс/мм²
Пруток горячекатанный	В состоянии поставки (σ_в = 119 кгс/мм²)	700	101"	96	95,5	95	93,5
		800	83	77,5	73,5	70	67,5
		900	67,5	60	55	51	48
		1000	45	36	31,5	30,5	30

Секундная ползучесть
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	σ_0,5/10''	σ_0,5/60''	σ_0,5/120''	σ_1/10''	σ_1/60''	σ_1/120''	σ_1/180''	σ_1/300''
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	кгс/мм²
Пруток горячекатанный	В состоянии поставки (σ_в = 119 кгс/мм²)	1000	19,5	15,5	13,5	20,5	17,5	15,5	14,5	13,5

Механические свойства при 800°С после длительных нагревов
Состояние материала	Режим нагрева*		σ_в	δ₅	ψ
Состояние материала	температура, °С	продолжительность, час	кгс/мм²	%
Термически обработанные по режиму: 1-я закалка с 1190±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 800±10°С (16 часов)	Без нагрева		74	3,2	3,9
	720	20	70	3	7,2
		400	69,5	2	3,4
		600	71,5	2,8	5,6
		800	74,5	2,5	5,4
		1000	71	3	6
* Нагрев образцов под нагрузкой (σ = 20 кгс/мм²).

Термостойкость*
Состояние материала	Метод выплавки	Температурный режим испытания, °С	Степень стеснения образца, %	Среднее число теплосмен (циклов до разрушения),N_ср
Термически обработанные по режиму: 1-я закалка с 1190±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 800±10°С (16 часов)	В открытых печах	800↔200	64	1900
	В открытых печах	800↔400	65	4500
	ВД	800↔200	65	>5000
		850↔200	65	2310
		850↔425	65	>5000
* Испытания цилиндрических образцов в воздушной среде (Методика определения термостойкости жаропрочных сплавов, ВИАМ-ЦИАМ, 1968).

Физические свойства
Температура,°С		20-100	20-200	20-300	20-400	20-500	20-600	20-700	20-800	20-900	20-1000
Плотность: 8400 кг/м³
α·10⁶ 1/град		12,0	12,3	12,6	12,9	13,1	13,3	13,6	14,0	14,8	15,8
Коэффициент термического линейного расширения
Температура,°С			100-200	200-300	300-400	400-500	500-600	600-700	700-800	800-900	900-1000
α·10⁶ 1/град			12,6	13,2	13,6	14,0	14,1	16,0	16,6	21,3	24,4
Коэффициент теплопроводности
Температура,°С			100	200	300	400	500	600	700	800	900
λ вт/м·град			9,64	11,3	13,0	15,1	17,2	19,3	21,8	24,3	27,2
Удельная теплоемкость
Температура,°С			100	200	300	400	500	600	700	800	900
с кДж/кг·град			0,377	0,403	0,440	0,482	0,503	0,545	0,587	0,608	0,629
Магнитные свойства
Сплав немагнитен.

Жаростойкость* (окалиностойкость)
Состояние материала	Температура испытания,°С	Потери массы, г/м²·час
Термически обработанные по режиму: 1-я закалка с 1190±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 800±10°С (16 часов)	900	0,085
	1000	0,58
* Испытания в воздушной среде.

Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка
Вид полуфабриката	Вид термической обработки	Температура, °С	Выдержка, час	Условия охлаждения
Штамповка лопаток	1-я закалка	1190±10	2	На воздухе
	2-я закалка	1050±10	4
	Старение	800±10	16
	Отпуск* (в аргоне) для снятия остаточных напряжений	950±10	2	В среде аргона до 600°С, далее на воздухе
	Отпуск* для восстановления свойств	800±10	8	На воздухе
* Для готовых деталей (инструкция ВИАМ №972-70).
Метод выплавки
Сплав выплавляется в открытых печах и вакуумно-индукционных печах.
Обработка резанием
Сплав удовлетворительно обрабатывается резанием.

Горячая обработка давлением
Вид обработки	Температура деформации,°С		Степень деформации за один ход машины-орудия, %		Продолжительность нагрева, мин	Условия
Вид обработки	начала	конца	в направлении оси заготовки	перпендикулярно оси заготовки	Продолжительность нагрева, мин	нагрева	охлаждения
Прокатка на прутки предварительно деформированных заготовок	1160-1170	≥1040	-	15-30	20-40	В газовых или электропечах	На воздухе
Штамповка лопаток*	1170-1180	≥1050	65	40-50	20-70	В воздушной среде, вакууме или аргоне**	На воздухе
* Инструкция ВИАМ №813-67. ** Среда нагрева выбирается в зависимости от величины припуска на механическую обработку.

Применение
Для рабочих лопаток газовых турбин, работающих при температурах до 800°С.