Сплав ЭИ698 (ХН73МБТЮ) жаропрочный на никелевой основе

Химический состав в %
C Cr Ti Al Mo Nb Ni
0,03-0,07 13-16 2,35-2,75 1,45-1,8 2,8-3,2 1,9-2,2 Основа
Si Mn Fe Ce** Pb B** S P
не более
0,5 0,4 2,0 0,005 0,001 0,005 0,007 0,015
* Допускаются отклонения от указанного химического состава (в %): ±0,01 С; +0,1 Si; +0,1 Nb; +0,1 Al; ±0,05 Ti. Содержание висмута, мышьяка, олова и сурьмы определяется спектральным анализом (не более первого балла по шкале). Содержание (в %) 0,2 W и 0,2 V не является браковочным признаком.
** Вводятся по расчету и химическим анализом не определяются (как и другие технологические присадки).
Механические свойства по ТУ
Вид
полу-
фабри-
ката
ТУ,
ОСТ
Состояние
контрольных
образцов
Темпе-
ратура 
испыта-
ния, °С
σв σ50 δ5
ψ ан

HB
dотп
мм

кгс/мм2 % кгс·м/см2
не менее
Штампов-
ка диска
ОСТ1
90330-82
Термически обрабо-
танные 
по режиму:
 
I 20 118/115 - 14/13 16/15 4/3,5 3,2-3,5
650 - 72 - - - -
750 - 42 - - - -
II 20 115/112 - 17/15 19/16 5/4 3,3-3,55
650 - 72 - - - -
750 - 42 - - - -
Пруток
горяче-
катанные
ТУ14-1-
1973-77
Термически обрабо-
танные 
по режиму:
 
I 20 118 - 14 16 4 3,2-3,5
650 - 72 - - - -
750 90 42 8 10 - -
II 20 115 - 17 19 5 3,3-3,55
650 - 72 - - - -
750 75 42 5 8 - -
Примечания: 1. Термическая обработка по режиму I и II - см. таблицу "Рекомендуемая термическая обработка".
2. При 20°С для штамповки диска представлены свойства образцов, вырезанных из обода (числитель) и ступицы (знаменатель).
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид
полу-

фабри-
ката

Состояние

Темпе-
ратура
испыта-
ния, °С
 
Е σ0,2 σв δ5
ψ ан
кгс/мм2 % кгс·м/см2
Штам-
повка
Термически обрабо-
танная 
по режиму:

 
I 20 - 74-88 118-128 14-22 16-25 4
650 - 65-72 104-115 13-23 14-23 -
750 - 64-72 88-91 10-20 10-26 -
II 20 20000 72-76 115-122 17-23 19-28 5
650 16000 63-69 100-111 13-23 16-25 -
750 15000 62-69 84-90 11-20 13-29 -

Пределы длительной прочности
Вид
полу-

фабри-
ката
Состояние Темпе-
ратура 
испыта-
ния, °С
σ100 σ500 σ1000 σ5000 σ10000*
σ15000* σ100н**
σ100
кгс/мм2  
Штам-
повка
Термически
обработанная
по режиму II
550 91,5-94 85-88 82,5-85 76,5-79 73,5-76 72-74,5 -
650 68-70,5 60-63 57-59,5 49,5-52 46-48,5 44-46,5 >1,1
750 38,5-41 30-32,5 26-29 18-20,5 14-17 12-14,5 >1,1
* Получены экстраполяцией.
** rн = 0,15 мм; аа = 3,8 (ОСТ1 90294-80).
Пределы ползучести
Вид
полу-

фабри-
ката
Состояние Темпе-
ратура 
испыта-
ния, °С
σ0,2/100 σ0,2/500 σ0,2/1000 σ0,2/5000 σ0,2/10000 σ0,2/15000
по остаточной деформации
кгс/мм2
Штам-
повка
Термически
обработанная
по режиму II
650 56 50,5 48,5 42,5 40 38
750 36,5 23,5 22 15,5 13 11
* Получены экстраполяцией.
Пределы выносливости
Вид
полу-

фабри-
ката
Метод
выплавки
Состояние Темпе-
ратура 
испыта-
ния, °С
σ-1 σ-1н**
кгс/мм2, на базе N, цикл
2·107 108 2·107 108
Штам-
повка
ВД Термически обрабо-
танная 
по режиму:
 
I 650 36 35 18 -
II
20 25 - 10 -
650 32 30 14 12
750 28 26 12 -
rн = 0,5 мм; аа = 2,33 (ГОСТ 25.502-79).
Малоцикловая усталость
Вид
полу-

фабри-
ката
Метод
выплавки

Состояние

Темпе-
ратура
испыта-
ния, °С
 
σ
(при R=0)
σR н**
(при R=0)
кгс/мм2, на базе N, цикл
102 5·103 104 102 5·103 104
Штам-
повка
ВД Термически обрабо-
танная 
по режиму:
 
I 20 - 117 110 - 83 72
650 - 85 80 - 54 48
II 20 - 113 107 160 78 67
650 98 91 85 120 60 52
750 87 75 73 100 53 48
* rн = 0,25 мм; аа = 3,35 (ГОСТ 25.502-79).
Термическая стойкость *
Состояние
материала
Температур-
ный режим 
испытания, °С

Число
теплосмен
Термически обрабо-
танный 
по режиму:
900↔500 2400
750↔вода 1300
* Испытания клиновых образцов до появления трещины.
Релаксационная стойкость
(при кручении)
Состояние
материала
Температура
испытания, °С

τ0
Продолжитель-
ность испытания
Остаточное
напряжение τр
кгс/мм2 час кгс/мм2
Термически
обработанный
по режиму II
600 57 50 51
100 48
150 47
200 46
300 45
400 44
500 44
750 30 50 25
100 22
150 21
200 18
300 16
400 13
500 10
800 30 50 20
100 15
150 17
200 10
Механические свойства при комнатной температуре после длительных нагревов
Состояние
материала
Режим нагрева σ0,2 σв δ5 ан
темпера-
тура, °С
продолжи-
тельность, час
кгс/мм2 % кгс·м/см2
Термически
обработанный
по режиму I
Без нагрева 84 125 25 8
550 500 87 127 22 6,1
3000 88 126 18 5
650 500 88 129 22 6,3
3000 87 127 19 4,6
10000 86 127 18 3,3
700 500 83 121 22 5,6
3000 78 122 20 4
10000 70 118 18 3,4
750 500 77 123 20 7
3000 66 116 27 8
10000 58 111 27 8

 

Физические свойства
Плотность: 8320 кг/м3
Коэффициент термического линейного расширения
Темп-ра, °С
20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800
20-900 20-1000
α·106 1/град 11,4 11,7 12,1 12,4 12,7 13,4 13,9 14,7 15,9
Темп-ра, °С
100-200 200-300 300-400 400-500 500-600 600-700 700-800
800-900 900-1000
α·106 1/град 12,1 12,8 13,3 14,0 14,6 15,7 16,7 22,0 27,0
Коэффициент теплопроводности
Темп-ра, °С
100 200 300 400 500 600 700 800 900
λ вт/м·град 11,7 13,4 14,6 15,9 17,6 19,7 21,3 23,0 24,7
Удельная теплоемкость
Темп-ра, °С 100 200 300 400 500 600 700 800 900
с кДж/кг·град 0,419 0,460 0,460 0,502 0,545 0,587 0,629 0,712 0,751
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью в атмосферных условиях.
Жаростойкость * (окалиностойкость)
Состояние
материала
Температура
испытания, °С

Продолжительность
нагрева,
час
Привес
г/м2·час
Термически обрабо-
танный 
по режиму II
700 500 0,0058
1000 0,0043
1500 0,0034
2000 0,0030
* Испытания в воздушной среде.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка
(ПИ1.2.175-81)
Вид термической
обработки *
Температура,
°С
Выдержка,
час
Условия
охлаждения
Первая закалка 1100-1120 8 На воздухе
Вторая закалка 1000±10 4
Старение 775±10 16
Второе старение ** 700±10 16-24
* Условные обозначения упрочняющих режимов термообработки:
- режим I - полный цикл указанной термообработки (с двойным старением);
- режим II - без повторного старения.
** Допускается режим второго старения: 750°С, 8-16 часов.
Метод выплавки
Сплав выплавляется в открытых печах (температура плавления и заливки в изложницы 1460 и 1530°С соответственно, охлаждение слитков на воздухе) с последующим вакуумно-дуговым переплавом (температура плавления 1440°С, после в кристаллизатор диаметром 380 или 480 мм, охлаждение слитков в воде).
Механическая обработка
Сплав удовлетворительно обрабатывается резанием.
Горячая обработка давлением *
Вид
обработки
Температура
деформации, °С
Степень
деформа-
ции за один
нагрев, %
Продолжи-
тельность
нагрева,
час
Условия
начала конца нагрева охлаждения
Осадка шайб
(из слитка)
под прессом
1180+20 1030 20-30 12-18 В открытых
печах
На воздухе
Штамповка
под прессом
или молотом
1160+20 1030 20-30 4-7
Ковка
слитков
под молотом
(до диаметра
200 мм)
1160+20 1030 20-30 24-28
Прокатка
прутков
1160 1030 15-20 4-6
* Инструкция ВИАМ ПИ1.2.193-82.

Применение
Для дисков турбин и компрессоров, дефлекторов, силовых колец, крепежных и других деталей тяжелонагруженных двигателей с длительным ресурсом, работающих при температурах 750°С.

Кривые растяжения до предела текучести сплава ЭИ698 (ХН73МБТЮ) при различных температурах

Кривые растяжения от предела текучести до разрушения сплава ЭИ698 (ХН73МБТЮ) при различных температурах

Кривые времени накопления остаточной деформации ползучести сплава ЭИ698-ВД (ХН73МБТЮ-ВД)

Кривые длительной прочности сплава ЭИ698-ВД (ХН73МБТЮ-ВД)

Uslovn obozn 1

Uslovn obozn 2

Uslovn obozn 2 1

Uslovn obozn 3

Связанные материалы