Жаропрочные и жаростойкие сплавы
Особенностью жаропрочных сплавов является длительная эксплуатация при высоких температурных показателях.
Инженеры заинтересовались сплавами с исключительной стойкостью к температурам ещё в конце 30-х годов прошлого столетия. Именно на этом рубеже началось активное освоение и развитие реактивной авиации и газотурбинных двигателей. Соединения металлов с особыми свойствами получили название жаропрочных и жаростойких сплавов.
Базисом для выплавки таких сплавов выступают никель, железо, алюминий, кобальт, титан, медь. Распространенными среди жаростойких и жаропрочных соединений считаются сложнолегированные сплавы на основе никеля. Никелевые сплавы способны выдерживать рабочие температуры до 1100 °C при статических и динамических нагрузках в течение продолжительного времени. Самым распространённым легирующим элементом в жаропрочных сталях является хром. Его наличие в составе влияет на жаростойкие и жаропрочные свойства сплавов.
Важным параметром таких сплавов является ползучесть
Компания «Техсплав» поставляет жаропрочные сплавы следующих марок:
Классификация жаропрочных сплавов по признакам:
Высокая стоимость изделий из жаропрочной стали обусловлена трудностями, которые возникают при тепловой обработке и в процессе внесения легирующих добавок, и большим содержанием никеля в составе сплава.
Применение жаропрочных сталей
- корпусные изделия, которые подвергаются в процессе эксплуатации высокому нагреву;
- конструктивные элементы ДВС;
- детали, взаимодействующие с различными агрессивными средами.
Применение обычных металлических сплавов недопустимо в деталях, эксплуатируемых при высокой температуре (более 500 ºC), их показателей жёсткости, твёрдости и прочности снижаются в результате термического воздействия. Существенное изменение этих параметров приводит к тому, что детали из обычных сплавов быстро приходят в негодность, и к нарушениям работы двигателя.
Чтобы обеспечить более длительный срок эксплуатации агрегатов, жаропрочные стали активно используют при изготовлении газотурбинного оборудования, выполняя следующие требования:
- Эксплуатация турбин происходит в сложных условиях. Лопатки турбин производят из жаропрочного сплавов ХН35ВТ, ХН35ВТЮ с легирующими добавками и высоким содержанием хрома. Этот сплав обладает вибрационной прочностью, способен выдерживать термическое воздействие и непрерывную нагрузку без расширения своих линейных параметров.
- Газовое оборудование зачастую производят с использованием легированных сплавов ХН38ВТ, ХН60Ю, ХН70Ю, ХН78Т. Сталь с высокой жаропрочностью необходима, поскольку процесс сжигания газа сопровождается нагреванием производственной среды до высокой температуры.
- Компрессорные установки, взаимодействующие с нагреваемой средой, имеют подвижные части – лопасти и диски. С целью увеличения производительности применяются металлические листы малой толщины из высоколегированных сплавов на железоникелевой основе.
- Вращающаяся часть турбин также подвергается термическому воздействию. Для производства роторов используют жаропрочный сплав марки ХН35ВТ.
Виды и размеры поставляемой продукции из жаропрочных и жаростойких сплавов
Основные марки прецизионных сплавов, химический состав, физические свойства и прочие требования к ним регламентируются в ГОСТ 5632-72.