Сплав ЭП109 (ХН56ВМКЮ) жаропрочный на никелевой основе

Подробности: Категория: Жаропрочные; Просмотров: 684

**Химический состав, %**
(ГОСТ 5632-72)
C	Cr	Al	W	Mo	Co	Ni
≤0,10	8,5-10,5	5,4-6,2	6,0-7,5	6,5-8,0	11-13	Основа

Si	Mn	Fe	Cu	Ce	B	S	P
не более
0,6	0,3	1,5	0,07	0,02	0,02	0,01	0,015

**Механические свойства по ТУ, ГОСТ**
Вид полу- фабри- ката	ТУ, ГОСТ	Состояние контрольных образцов	Темпе- ратура испыта- ния, °С	σ_в	σ₅₀	δ₅	ψ	HB d_отп мм
				кгс/мм²		%
				не менее
Пруток горяче- катанный	ГОСТ 23705-79	Термически обработанный по режиму: закалка с 1220±10°С (4-6 часов) на воздухе, старение при 950±25°С (8 часов)	20	-	-	-	-	3,2-3,5
			900	65	27	4	8	-
	ТУ14-1 59-73		20					3,2-3,5
			900	67	27*	4	8	-
* σ₅₅

**Механические свойства при комнатной и высоких температурах**
Вид полу- фабри- ката	Состояние	Темпе- ратура испыта- ния, °С	Е	Е_д	σ_пц	σ_0,2	σ_в	δ₅	δ₁₀	ψ	а_н	HB d_отп мм
Вид полу- фабри- ката	Состояние	Темпе- ратура испыта- ния, °С	кгс/мм²					%			кгс·м/см²	HB d_отп мм
Пруток горяче- катан- ный	В состоянии поставки	1100	-	-	-	-	-	-	-	-	7-15	-
		1150	-	-	-	-	-	-	-	-	15-25	-
		1180	-	-	-	-	-	-	-	-	7-20	-
		1200	-	-	-	-	-	-	-	-	4-15	-
	Термически обработанный по режиму: закалка с 1220±10°С (4-6 часов) на воздухе, старение при 950±25°С (8-10 часов)	20	20500	21100	68-76	85-95	110-130	10-20	11	15-20	5-10	3,2-3,5
		500	-	18800	-	-	-	-	-	-	-	-
		600	-	18300	-	-	-	-	-	-	-	-
		700	16900	17600	60-70	75-85	108-115	12-20	12	15-22	-	-
		750	16600	-	60-70	75-85	108-115	7-12	7	8-20	-	-
		800	-	16900	-	-	100-110	7-12	7	8-20	-	-
		850	15100	16300	45-52	65-75	75-85	4-12	4	7-16	-	-
		900	14100	-	32-40	50-60	65-80	4-12	4	8-18	-	-
		950	13600	-	20-30	40-50	55-60	8-18	7	15-23	-	-
		1000	11800	-	15-20	25-35	40-45	12-20	9	15-23	-	-

**Пределы длительной прочности**
Вид полу- фабри- ката	Состояние	Темпе- ратура испыта- ния, °С	σ₁	σ₅	σ₁₀	σ₅₀	σ₁₀₀	σ₅₀₀	σ₁₀₀₀*	σ₂₀₀₀*	σ₄₀₀₀*	σ₆₀₀₀*
Вид полу- фабри- ката	Состояние	Темпе- ратура испыта- ния, °С	кгс/мм²
Пруток горяче- катан- ный	Термически обработанный по режиму: закалка с 1220±10°С (4-6 часов) на воздухе, старение при 950±25°С (8-10 часов)	750	83	78-80	70-73	-	-	-	-	-	-	-
		800	-	-	62-69	-	45-49	36-39	32-35	29-32	25-29	24-27
		900	-	-	40-45	-	24-27	15-18	13-15	10-13	9-11,5	8-10
		950	-	-	25-30	-	16-17	9-11	8-9	6,5-7,5	5,5-6,5	5-6
		980	-	-	20	15	12-13	-	-	-	-	-
		1000	-	-	15	10	8-9	-	-	-	-	-
* Получены экстраполяцией.

**Пределы ползучести**
Вид полу- фабри- ката	Состояние	Темпе- ратура испыта- ния, °С	σ_0,2/10	σ_0,2/100	σ_0,2/500
			по остаточной деформации
			кгс/мм²
Пруток горяче- катан- ный	Термически обработанный по режиму: закалка с 1220±10°С (4-6 часов) на воздухе, старение при 950±25°С (8-10 часов)	750	66	-	-
		800	-	38	30
		900	-	18	9
		950	11	-	-

**Пределы выносливости**
Вид полу- фабри- ката	Состояние	Тип образца	Темпе- ратура испыта- ния, °С	σ_-1
				на базе циклов
				10⁶	5·10⁶	10⁷	2·10⁷
				кгс/мм²
Пруток горяче- катан- ный	Термически обработанный по режиму: закалка с 1220±10°С (4-6 часов) на воздухе, старение при 950±25°С (8 часов)	Гладкий	700	42	32	29	26
			800	37	35,5	35	34
			900	40	34	32	30
		С надрезом*: r_н = 0,5 мм; а_а = 2,33	20	29	24	22	18
		С надрезом*: r_н = 0,5 мм; а_а = 2,33	900	-	-	20	17
		r_н = 0,75 мм; а_а = 1,89	900	29	26	25	24
* ГОСТ 25.502-79.

**Механические свойства после длительных нагревов**
Состояние материала	Режим нагрева		Темпе- ратура испыта- ния, °С	σ_0,2	σ_в	δ₅	а_н
Состояние материала	темпера- тура, °С	выдержка, час	Темпе- ратура испыта- ния, °С	кгс/мм²		%	кгс·м/см²
Термически обработанный по режиму: закалка с 1220±10°С (4-6 часов) на воздухе, старение при 950±25°С (8-10 часов)	Без нагрева		20	95	133	16	4,5
	Без нагрева		900	-	72,5	13	-
	700	100	20	104	142	16,5	-
		100	900	-	72,5	14	-
		500	20	107	144	15,5	-
		500	900	-	70	18	-
		1000	20	105	143	13,5	-
		1000	900	-	68	19,5	-
		2000	20	104	143	13	-
		2000	900	-	68	17	-
	800	100	20	101	137,5	9,5	3
		100	900	-	78,5	17	-
		500	20	101	136	9	2,5
		500	900	-	78	22	4
		1000	20	100	134	7,5	2,5
		1000	900	-	78	22,5	3
		2000	20	100	123	6	2
		2000	900	-	76,5	27	3
	900	100	20	94,5	123	8,5	3
		100	900	-	72,5	23	4
		500	20	85	103,5	4,5	2
		500	900	-	72	23	3
		1000	20	83	103	4,5	2
		1000	900	-	69	22,5	2,5
		2000	20	76	100,5	4,5	1,2
		2000	900	-	68,5	22	1,7
	950	100	20	83	118,5	12,5	-
		100	900	-	64,5	29	-
		500	20	80,5	108	9	-
		500	900	-	62	27	-
		1000	20	74	101,5	9	-
		2000	20	71	99	7	-
		2000	900	-	62	21	-

**Механические свойства алитированных образцов**
Состояние материала	Режим алитиро- вания	Термическая обработка после али- тирования	Темпе- ратура испыта- ния, °С	σ_в	δ₅	ψ	σ₁₀₀
Состояние материала	Режим алитиро- вания	Термическая обработка после али- тирования	Темпе- ратура испыта- ния, °С	кгс/мм²	%		кгс/мм²
Термически обработанный по режиму: закалка с 1220±10°С (4-6 часов) на воздухе, старение при 950±25°С (8-10 часов)	Без алитирования		20	129	17,5	16	-
			800	74	6	8,5	25
			900	-	-	-	17
	При 950°С, 4 часа	Отжиг при 950°С, 2 часа	20	126	17,5	16	-
			900	69	9,5	10,5	25
			950	-	-	-	17

Релаксационная стойкость *
Состояние материала	Температура испытания, °С	τ_δ кгс/мм²	Остаточное напряжение (τ_δ), кгс/мм²,после испытания в течение 100 час
Термически обработанный по режиму: закалка с 1220±10°С (4-6 часов) на воздухе, старение при 950±25°С (8-10 часов)	700	25	23
	800	25	16
	900	25	9
	950	25	4
* Испытания в условиях кручения.

Термостойкость *
(сплав ЭП109-ВД)
Состояние материала	Условия испытаний	Темпера- турный режим испытания	Степень стеснения образца К	Среднее число теплосмен, N_ср
Состояние материала	Условия испытаний	°С	%	до разрушения	до появления трещины
Термически обработанный по режиму: закалка с 1220±10°С (4-6 часов) на воздухе, старение при 950±25°С (8-10 часов)	В воздушной среде (цилинрические образцы)	900↔200	65	2220	-
	В воздушной среде (цилинрические образцы)	900↔450	65	5000	-
	При газовоздушных теплосменах (модельные образцы)	900↔200	-	-	975; 1140**
* Методика определения термостойкости жаропрочных сплавов (ВИАМ-ЦИАМ, 1968). ** Для алитированных образцов (толщина слоя ˜35 мкм).

**Физические свойства**
Плотность: 8450 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	12,2	12,7	13,1	13,4	13,6	14,2	14,8	15,7	17,0
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	12,7	13,5	14,3	14,8	15,4	17,1	19,7	23,4	28,3
Коэффициент теплопроводности
Темп-ра, °С	100	200	300	400	500	600	700	800	900
λ вт/м·град	8,8	10,5	11,7	13,8	15,9	18,4	20,9	23,5	26,2
Магнитные свойства
Сплав немагнитен.

**Жаростойкость (окалиностойкость)**
Состояние материала	Среда ис- пытания	Темпе- ратура испыта- ния, °С	Продол- житель- ность наг- рева, час	Потери массы	Привес	Скорость газовой коррозии
Состояние материала	Среда ис- пытания	Темпе- ратура испыта- ния, °С	Продол- житель- ность наг- рева, час	г/м²·час		мм/год
Термически обработанный по режиму: закалка с 1220±10°С (4-6 часов) на воздухе, старение при 950±25°С (8-10 часов)	Воздух	950	100	0,042	-	0,043
		1000		0,068	-	0,069
		1050		0,110	-	0,112
	Продукты сгорания топлива	950		0,08	-	0,082
		1000		0,09	-	0,092
		1050		0,15	-	0,153
То же + алитирование при 950°С, 4 часа + отжиг при 950°С, 2 часа	Воздух	950	100	-	0,035	-
			500	-	0,01	-
			1000	-	0,006	-
		1000	100	-	0,045	-
			500	-	0,012	-
			1000	-	0,0075	-
		1100	100	-	0,06	-
		1100	500	-	0,02

**Технологические данные**
Рекомендуемая термическая обработка *
Вид полу- фабри- ката	Вид термической обработки	Температура, °С	Выдержка, час	Условия охлаждения
Штамповки лопаток	Закалка	1220⁺¹⁰/_-20	4-6	На воздухе
	Старение	960⁺¹⁵/_-10	8-10
	Отпуск** для снятия остаточных напряжений	950	2
* Инструкция ВИАМ ПИ1.2.006-77. ** Для готовых деталей (Инструкция ВИАМ №972-70).
Метод выплавки
Сплав выплавляется методом вакуумно-дугового переплава.
Обработка резанием
Сплав удовлетворительно обрабатывается резанием.

Горячая обработка давлением
Вид обработки	Температура деформации, °С		Степень деформации за один ход машины-орудия, %		Продолжи- тельность нагрева, мин	Условия
Вид обработки	начала	конца	в направлении оси заготовки	перпендикулярно оси заготовки	Продолжи- тельность нагрева, мин	нагрева	охлаждения
Прокатка слитков на прутки	1180-1190	≥1060	-	10-20	30-60	В газовых или электро- печах	На воздухе
Штамповка лопаток*	1180	≥1070	50	35-45	20-70	В воздушной среде, вакууме или аргоне**	На воздухе
* Инструкция ВИАМ №813-76. ** Среда нагрева выбирается в зависимости от величины припуска на механическую обработку.