Сплав ХН60ВТ – ВД

Расшифровка обозначения и стандарты

ХН60ВТ-ВД — жаропрочный и жаростойкий сплав на никелевой основе. Буквы в маркировке читаются следующим образом: Х — хром, Н60 — никель (~60%), В — вольфрам, Т — титан. Суффикс ВД означает вакуумно-дуговой переплав: по сравнению с открытой выплавкой этот метод снижает содержание газов (O₂, N₂, H₂) и неметаллических включений, повышая однородность структуры и воспроизводимость свойств от плавки к плавке.

Дополнительные обозначения — ЭИ 868 и ВЖ 98 — унаследованные заводские индексы, встречающиеся в технической документации и сертификатах. Сплав классифицируется по ГОСТ 5632-2014 как жаропрочный и жаростойкий.

Химический состав ХН60ВТ-ВД по ГОСТ 5632-2014

Состав регламентирован ГОСТ 5632-2014 (до 2014 г. — ГОСТ 5632-72) и единый для марок ХН60ВТ, ХН60ВТ-ВД и ХН60ВТ-Ш. Вольфрам в концентрации 13–16% — основной источник жаропрочности: он замедляет диффузию в никелевой матрице и подавляет ползучесть при высоких температурах. Хром формирует защитную оксидную плёнку Cr₂O₃, обеспечивающую жаростойкость. Титан вместе с углеродом образует стабильные карбиды TiC, предотвращая обеднение границ зёрен хромом и снижая склонность к межкристаллитной коррозии.

Элемент	Содержание, %
Никель (Ni)	основа (~50,9–63,2)
Хром (Cr)	23,5–26,5
Вольфрам (W)	13–16
Железо (Fe)	≤ 4,0
Кремний (Si)	≤ 0,80
Марганец (Mn)	≤ 0,50
Титан (Ti)	0,3–0,7
Алюминий (Al)	≤ 0,50
Углерод (C)	≤ 0,10
Сера (S)	≤ 0,013
Фосфор (P)	≤ 0,013

Механические свойства при 20°С

Значения нормированы по видам проката после закалки (режимы — в разделе «Термическая обработка»).

Вид проката	σв, МПа	σт, МПа	δ5, %	ψ, %
Лист холоднокатаный	750	—	40	—
Пруток	750	300	45	52
Лента холоднокатаная	700	—	30	—

Высокие значения относительного удлинения (30–45%) и сужения (52%) свидетельствуют о достаточной технологической пластичности для холодной формовки, гибки и штамповки листовых и ленточных заготовок.

Физические свойства

Свойство	Значение
Плотность ρ при 20°С, кг/м³	8800
Модуль упругости E при 20°С, ГПа	190
Модуль упругости E при 700°С, ГПа	139
Модуль упругости E при 900°С, ГПа	81
Максимальная рабочая температура (длительная), °С	1000

Снижение модуля упругости почти в 2,5 раза между 20°С и 900°С необходимо учитывать при расчёте жёсткости и допустимых деформаций деталей, работающих в нагретом состоянии.

Термическая обработка и ковка

Стандартный режим упрочняющей обработки — закалка с охлаждением на воздухе:

• листы и кольца: нагрев до 1200°С, охлаждение на воздухе;
• пруток: нагрев до 1150–1200°С, охлаждение на воздухе;
• лента: нагрев до 1150–1170°С, охлаждение на воздухе.

Ковка ведётся в температурном диапазоне 1050–1180°С: начало ковки — не выше 1180°С, конец — не ниже 1050°С. Выход за нижнюю границу диапазона приводит к образованию трещин из-за резкого падения пластичности.

Свариваемость

Сплав ХН60ВТ-ВД относится к категории без ограничений по свариваемости: сварка выполняется без предварительного подогрева и без последующей термической обработки. Это существенно упрощает производство сварных конструкций — в частности, сварных кольцевых и профилированных элементов из горячекатаных и прессованных профилей. В качестве присадочного материала при аргонодуговой сварке применяется проволока на основе этого же сплава.

Применение сплава ХН60ВТ-ВД (ЭИ868)

Основная область применения — листовые и кольцевые детали горячего тракта двигателей и турбинных установок, рассчитанные на длительную работу при температурах до 1000°С. Конкретные применения:

• листовые детали горячего тракта авиационных газотурбинных двигателей;
• детали судовых и стационарных газотурбинных установок;
• элементы нагревательных и термических печей в металлургии;
• сварные непрофилированные и профилированные кольца для турбинных секций;
• детали химического и нефтехимического оборудования, работающего в окислительных и высокотемпературных средах.

Для инженера-конструктора ключевое сочетание свойств этого сплава — жаропрочность при 1000°С, жаростойкость в окислительной атмосфере, высокая пластичность и свариваемость без ограничений. Последнее особенно важно при изготовлении крупных сварных узлов, где необходим контроль остаточных напряжений.

Смежные материалы: сплав ХН60Ю (ЭИ559А) — жаростойкий сплав той же никелевой группы с алюминиевым упрочнением. Полный перечень сплавов на никелевой основе — в разделе сплавы никеля.

Формы поставки

ХН60ВТ-ВД (ЭИ868, ВЖ98) поставляется в следующих видах:

• лист горячекатаный — толщина 4–11 мм;
• лист холоднокатаный — толщина 0,8–3,9 мм;
• лента холоднокатаная — толщина 0,1–1,2 мм (ГОСТ 4986);
• пруток горячекатаный и кованый (ГОСТ 5949);
• кольца сварные — непрофилированные и профилированные;
• проволока сварочная;
• заготовки, болванки.