Сплав ЭИ929 (ХН55ВМТФКЮР) жаропрочный на никелевой основе

Категория: Жаропрочные
Химический состав, % (ГОСТ 5632-72)
C Cr Ti Al W Mo V Co Ni
0,04-0,10 9-12 1,4-2,0 3,6-4,5 4,5-6,5 4-6 0,2-0,8 12-16 Основа
Si Mn Fe Cu Ce* B* S P
не более
0,5 0,5 5,0 0,07 0,02 0,02 0,01 0,015
* Вводится по расчету и химическим анализом не определяется.
Механические свойства по ТУ, ГОСТ
Вид полуфабриката ТУ, ГОСТ Состояние контрольных образцов Температура испытания,°С σ0,2 σв σ40 δ5 ψ ан HB
dотп
мм
кгс/мм2 % кгс·м/см2
не менее
Пруток горячекатанный ГОСТ 23705-79 Термически обработанный по режиму: 1-я закалка с 1220±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 850±10°С (8 часов) 20 - - - - - - 3,3-3,6
900 - 58 25 8 12 - -
ТУ14-1-2970-80 Термически обработанная по режиму: нагрев при 1000+10°С (1,5 часа), нагрев в печи до 1180+10°С (выдержка 2,5-3 часа), перенос в печь с температурой 1050+10°С (выдержка 50-60 мин), охлаждение в печи до1000+10°С, (выдержка 50-60 мин), далее на воздухе; старение при 850+10°С, 15-16 часов 20 65 100 - 15 16 2,5 3,3-3,6
800 60 80 - 18 25 - -

Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полуфабриката Состояние Температура испытания,°С Е Ед σпц σ0,2 σв δ10 ψ HB
dотп
мм
кгс/мм2 %
Пруток горячекатанный Термически обработанный по режиму: 1-я закалка с 1220±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 850±10°С (8 часов) 20 21000 22200 67-70 75-80 100-120 6-12 8-12 3,3
500 18000 19600 60-65 70-75 100 8-12 10-12 -
600 17000 19100 60-65 70-75 90-100 8-12 10-12 -
700 16500 18500 60-65 70-75 90-100 8-12 10-15 -
800 15800 17600 55-60 60-70 80-90 9-12 10-15 -
900 14400 16700 35-40 40-50 60-70 11-20 12-25 4,1-4,3
1000 12000 - 13-18 19-25 25-32 17-20 20-30 -
Пределы длительной прочности
Вид полуфабриката Состояние Температура испытания,°С σ1 σ5 σ10 σ25 σ100 σ200 σ500* σ1000* σ2000*
кгс/мм2
Пруток горячекатанный Термически обработанный по режиму:  
1-я закалка с 1220±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 850± 10°С (8 часов) 700 84 81 79 78 74 69 - - -
800 - 59 55 51 45 41 34 31 29
850 - - - - 31 - - - -
900 39 31 28 26 22 21 14 12 10
950 25 22 20 17 13 - 8,5 6,5 5,5
1000 19 15 12 10 7 - - - -
1-я закалка с 1190±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 950± 10°С (2 часа) (данные ЦКТИ) 700 - - - - - - - 60 -
800 - - - - - - - 32 -
850 - - - - - - - 22 -
900 - - - - - - - 14 -
Вид полуфабриката Состояние Температура испытания,°С σ3000* σ4000* σ5000* σ10000* σ20000* σ100н**
σ100
кгс/мм2  
Пруток горячекатанный Термически обработанный по режиму:  
1-я закалка с 1220±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 850± 10°С (8 часов) 700 - - - - - 1
800 - 26 - - - 1
850 - - - - - -
900 - 8 - - - ≥1
950 - 4,5 - - - -
1000 - - - - - -
1-я закалка с 1190±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 950± 10°С (2 часа) (данные ЦКТИ) 700 54 - 53 50 46,5 -
800 29 - 28 26 - -
850 18 - 16 14 - -
900 10 - 9 7 - -
* Получены экстраполяцией.
** rн = 0,5 мм; аа = 2,10 (ОСТ1 90294-80).
Секундная прочность
Вид полуфабриката Состояние Температура испытания,°С σ10" σ60" σ120" σ180" σ300"
кгс/мм2
Пруток горячекатанный В состоянии поставки
(σв = 125 кгс/мм2)		 800 105 98 92 88 84
900 70 57 53 52 51
1000 46 35 31 30 29,5
Пределы ползучести и выносливости
Вид полуфабриката Состояние Температура испытания,°С σ0,2/100 σ0,2/500 σ-1 σ-1н*
по остаточной деформации на базе циклов
107 2·107 108 107
кгс/мм2
Пруток горячекатанный Термически обработанный по режиму: 1-я закалка с 1220±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 850±10°С (8 часов) 700 - - 33 32 29 26
800 35 24 35 34 31 -
900 14 10,5 36 34 29 26
950 8 6,5 - - - -
* rн = 0,75 мм; аа = 1,89 (ГОСТ 25.502-79).

Пластичность после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева Температура испытания,°С δ5
температура,°С выдержка, час %
Термически обработанный 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 950±10°С (2 часа) Без нагрева 20 20,5
800 11
850 15
900 16
800 1000 20 10
800 14,5
3000 20 12
800 14
5000 20 12,5
800 10
850 1000 20 17
850 8
3000 20 19
850 11
900 1000 20 14,5
900 14,5
Механические свойства алитированных образцов
Состояние материала Режим алитирования Термическая обработка после алитирования Температура испытания,°С σв δ5 ψ Длительная прочность
кгс/мм2 % σ100 δ5 ψ
кгс/мм2 %
Термически обработанный по режиму: 1-я закалка с 1220±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 950±10°С (2 часа) Без алитирования 700 119-121 19,5-22,5 19-21 - - -
800 103-105 12,5-14,5 17-19 - - -
900 75,5-77,5 10,5-12 11,5-15 21 4-6,5 6,5-11,5
При 950°С, 4 часа; толщина слоя, мкм:  
˜20 Отжиг при 950°С, 2 часа 700 111-116 13-23 15-19 - - -
800 102-104 14-15 11,5-22,5 - - -
900 73-76 9-12 11,5-17 21 4-5,5 6-9,5
˜35 900 - - - 20 5,5-6,5 6-9,5
Без отжига 900 - - - 20 4-6 6-8,5
˜50-60 Отжиг при 950°С, 2 часа 700 109-111 14,5-18,5 11,5-17 - - -
800 99-100 11-12,5 13,5-15,5 - - -
900 74-75 8,5-10,5 13-15 20 7-8 9,5-11,5
Термостойкость*
Состояние материала Температурный режим испытания,°С Степень стеснения образца К, % Среднее число теплосмен (циклов до разрушения), Nср
Термически обработанный по режиму: 1-я закалка с 1220±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 850±10°С (8 часов) 900↔200 65 497
75 385
900↔450 76 2390
* Испытания в воздушной среде цилиндрических образцов (Методика определения термостойкости жаропрочных сплавов, ВИАМ-ЦИАМ, 1968).

Физические свойства
Плотность: 8400 кг/м3
Коэффициент термического линейного расширения
Температура,°С 20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 20-900
α·106 1/град 10,8 11,7 12,4 12,8 13,4 13,8 14,1 14,5 15,5
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 13,5 14,5 15,8 15,8 15,8 15,9 17,3 23,5
Коэффициент теплопроводности
Температура,°С 100 200 300 400 500 600 700 800 900
λ вт/м·град 10,1 12,2 14,2 16,3 18,4 20,5 22,6 24,3 26,8
Магнитные свойства
Сплав немагнитен.
Удельное электросопротивление при 20°С
ρ·106 = 136 Ом·см.
Жаростойкость* (окалиностойкость)
Состояние материала Температура испытания,°С Продолжительность нагрева, час Привес Потери массы
г/м2·час
Термически обработанный по режиму: 1-я закалка с 1220±10°С (2 часа) на воздухе, 2-я закалка с 1050±10°С (4 часа) на воздухе, старение при 950±10°С (8 часов) 950 - 0,04 0,02
1000 - - 0,09
То же + алитирование 900 100 2,0** -
1000 5,0** -
2000 6,0** -
2500 6,4** -
950 100 1,4** -
900 4,0** -
1000 100 3,0** -
900 6,0** -
* Испытания в воздушной среде.
** Абсолютный привес в г/м2.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка
Вид полуфабриката Вид термической обработки Температура, °С Выдержка, час Условия охлаждения
Штамповки лопаток 1-я закалка 1200±10 3,5-4 На воздухе
2-я закалка 1050±10 4
Старение 950±10 2
Отпуск* (в аргоне) для снятия остаточных напряжений 950±10 2 В аргоне до 600°С, далее на воздухе
* Для готовых деталей.
Метод выплавки
Сплав выплавляется методом вакуумно-дугового переплава.
Обработка резанием
Сплав удовлетворительно обрабатывается резанием.
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температура деформации,°С Степень деформации заодин ход машины-орудия, % Продолжительность нагрева, мин Условия
начала конца в направлении оси заготовки перпендикулярно оси заготовки нагрева охлаждения
Прокатка на прутки 1160-1170 ≥1040 - 10-25 20-60 В газовых или электропечах На воздухе
Штамповка лопаток* 1180 ≥1060 50 35-45 20-70 В воздушной среде, вакууме или аргоне**
* Инструкция ВИАМ №813-76.
** Среда нагрева выбирается в зависимости от величины припуска на механическую обработку.

Применение
Для рабочих лопаток газовых турбин, работающих при температурах до 960°С.

Диаграммы растяжения сплава ЭИ929 (ХН55ВМТФКЮР) до предела текучести

Диаграммы растяжения сплава ЭИ929 (ХН55ВМТФКЮР) от предела текучести до разрушения

Кривые ползучести сплава ЭИ929 (ХН55ВМТФКЮР)

Кривые ползучести сплава ЭИ929 (ХН55ВМТФКЮР)

Кривые ползучести сплава ЭИ929 (ХН55ВМТФКЮР)

Кривые длительной прочности сплава ЭИ929 (ХН55ВМТФКЮР)

Параметрическая кривая сплава ЭИ929 (ХН55ВМТФКЮР)

Uslovn obozn 1

Uslovn obozn 2

Uslovn obozn 2 1

Uslovn obozn 3