36НКВХТБЮ

Сплав 36НКВХТБЮ — высокопрочный мартенситно-стареющий (марагинговый) сплав на основе системы Fe–Ni–Co. Относится к группе никелевых конструкционных сплавов, упрочняемых дисперсионным твердением. Сочетает высокую прочность после старения с низким содержанием углерода, что обеспечивает хорошую вязкость и технологичность по сравнению с высокоуглеродистыми инструментальными сталями сопоставимой твёрдости.

Альтернативные обозначения: ХН36ЮТБ, ХН36ЮТ.

Химический состав

Состав нормируется по техническим условиям. Основу сплава составляют железо (~35–41%), никель (~36–37%) и кобальт (~8,5–9,5%) в роли матрицеобразующих компонентов.

Элемент	Содержание, % (масс.)
Fe	34,55–40,9 (основа)
Ni	36–37
Co	8,5–9,5
W	5,5–6,5
Cr	3,8–4,6
Nb	3,8–4,3
Ti	0,6–1,1
Al	0,7–1,2
V	0,2–0,5
Si	не более 0,3
Mn	не более 0,3
C	не более 0,05
B	не более 0,03
Ce	не более 0,03
P	не более 0,015
S	не более 0,015
La	не более 0,01

Роль легирующих элементов

Расшифровка марки отражает состав: 36Н — ~36% никеля, К — кобальт, В — вольфрам, Х — хром, Т — титан, Б — ниобий, Ю — алюминий.

Кобальт (8,5–9,5%) стабилизирует мартенситную матрицу и повышает температуру начала мартенситного превращения. В сочетании с вольфрамом и ниобием кобальт усиливает дисперсионное упрочнение при старении.

Вольфрам (5,5–6,5%) растворяется в матрице и обеспечивает твёрдорастворное упрочнение γ-фазы, а также участвует в образовании дисперсных интерметаллидных фаз при старении.

Ниобий (3,8–4,3%) образует упрочняющие фазы типа Ni₃Nb (γ″-фаза) при старении — аналогично механизму упрочнения в сплавах на основе Fe–Ni с ниобием.

Титан и алюминий (Ti 0,6–1,1%, Al 0,7–1,2%) совместно образуют упрочняющую γ′-фазу Ni₃(Ti,Al) — когерентные выделения, тормозящие движение дислокаций.

Хром (3,8–4,6%) повышает коррозионную стойкость и жаростойкость без существенного снижения прочности матрицы.

Редкоземельные элементы (Ce ≤ 0,03%, La ≤ 0,01%) вводятся в качестве модификаторов для измельчения зерна, улучшения пластичности и снижения содержания вредных примесей по границам зёрен.

Бор (≤ 0,03%) сегрегирует по границам зёрен и значительно повышает ударную вязкость и трещиностойкость.

Физические свойства

Температура плавления: 1320–1370 °C. Плотность: 8,19 г/см³.

Структура и механизм упрочнения

Сплав 36НКВХТБЮ относится к мартенситно-стареющим сплавам (марагинговый тип). Это принципиально отличает его от высокоуглеродистых мартенситных сталей, упрочняемых закалкой.

В основе упрочнения лежат два этапа термической обработки. После закалки (аустенитизация и быстрое охлаждение) сплав имеет мягкую, легко поддающуюся механической обработке мартенситную структуру с низкой твёрдостью и высокой пластичностью. Затем при старении из пересыщенного мартенсита выделяются когерентные дисперсные фазы — Ni₃(Ti,Al) (γ′), Ni₃Nb (γ″) и интерметаллиды с кобальтом и вольфрамом. Именно эти выделения обеспечивают резкий прирост прочности и твёрдости без значительного снижения вязкости. Ключевое преимущество такого механизма — предсказуемость свойств и практически нулевые деформации при старении, что позволяет проводить его на уже обработанных деталях.

Минимальное содержание углерода (≤ 0,05%) исключает образование хрупких карбидов по границам зёрен, что обеспечивает хорошую вязкость разрушения даже при высоком уровне прочности.

Технологические свойства

Свариваемость. Низкоуглеродистая матрица обеспечивает хорошую свариваемость при аргонодуговой и электронно-лучевой сварке. Поскольку свойства сплава определяются термообработкой после сварки, зоны термического влияния восстанавливают заданный уровень прочности при последующем старении сварного узла. Закалочные напряжения перед сваркой рекомендуется снимать низкотемпературным отпуском.

Обрабатываемость. В отожжённом или закалённом (до старения) состоянии сплав хорошо поддаётся механической обработке резанием, ковке, штамповке и прокатке. Горячую деформацию проводят в диапазоне температур, рекомендованном по ТУ. Окончательную механическую обработку детали целесообразно выполнять после закалки, но до старения, что позволяет использовать размерную стабильность при финальном старении.

Плавка и рафинирование. Сплав производится методом вакуумно-индукционной плавки, при необходимости с последующим переплавом (вакуумно-дуговой или электрошлаковый переплав) для обеспечения однородности состава и минимизации газовых включений. Наличие редкоземельных элементов (Ce, La) в составе повышает чистоту по сере и кислороду без специальных режимов внепечной обработки.

Формы поставки

Сплав 36НКВХТБЮ поставляется в виде прутков, листов, полос, поковок и заготовок согласно действующим техническим условиям. Возможна поставка в различных состояниях: после отжига (мягкое состояние), после закалки (перед старением) или в полностью термообработанном виде (закалка + старение). Конкретный сортамент, допуски на размеры и требования по качеству поверхности согласовываются с заказчиком.

Для смежных задач с применением высокопрочных никелевых сплавов в нашем каталоге представлен сплав ХН38ВТ-Ш — деформируемый жаропрочный сплав на никель-железной основе, упрочняемый вольфрамом и титаном.

Применение

Марагинговые сплавы на основе Fe–Ni–Co с высоким содержанием вольфрама и ниобия применяются в отраслях, где критично сочетание высокой удельной прочности, надёжности при циклических нагрузках и размерной стабильности при термической обработке: авиационная и ракетно-космическая техника, оборонная промышленность, производство высоконагруженных деталей точного машиностроения. Низкие деформации при старении позволяют обрабатывать детали сложной формы до окончательной термообработки.

Заказ и условия поставки

Сплав 36НКВХТБЮ поставляется партиями по договорённости. Цена определяется объёмом заказа, сортаментом и состоянием поставки. Для получения коммерческого предложения направьте заявку с указанием требуемого профиля, размеров, массы и технических требований.