Сплав ХН67ВТЮ

Сплав ХН67ВТЮ — жаропрочный никелевый сплав на основе никеля, в отечественной нормативной документации обозначаемый ХН67МВТЮ. Полное обозначение по ГОСТ 5632-2014 включает букву «М» (молибден): Х — хром, Н67 — ~67% никеля как основа, М — молибден, В — вольфрам, Т — титан, Ю — алюминий.

Жаропрочность сплава обеспечивается упрочнением γ’-фазой (интерметаллид Ni₃(Al,Ti)), выделяющейся при старении и когерентно связанной с аустенитной матрицей. Молибден и вольфрам дополнительно упрочняют твёрдый раствор и повышают сопротивление ползучести.

Альтернативные наименования: ЭИ202, ЭИ 445Р, ХН67МВТЮ-ВД, ЭП202, ЭП202-ВД. Суффикс «-ВД» означает вакуумно-дуговой переплав.

Химический состав и технические требования установлены в ГОСТ 5632-2014. Нормы механических свойств для конкретных видов проката — в ГОСТ 23705-79 (прутки) и ГОСТ 24982-81 (листы).

Назначение и область применения сплава ХН67МВТЮ

Сплав предназначен для изготовления деталей газовых турбин с длительным сроком службы до 25 000 ч при температурах до 800 °С и кратковременной работой до 850 °С:

• рабочие и сопловые лопатки газовых турбин,
• диски и корпусные детали турбин,
• листовые изделия горячего тракта,
• сварные конструкции, работающие в условиях высоких температур.

Температура начала интенсивного окалинообразования — 1000 °С. Срок службы при расчётных нагрузках — длительный.

Химический состав ХН67МВТЮ по ГОСТ 5632-2014, %

Элемент	Содержание, %	Элемент	Содержание, %
Никель (Ni)	основа (~60,48 ÷ 68,8)	Хром (Cr)	17,0 ÷ 20,0
Молибден (Mo)	4,0 ÷ 5,0	Вольфрам (W)	4,0 ÷ 5,0
Титан (Ti)	2,2 ÷ 2,8	Алюминий (Al)	1,0 ÷ 1,5
Железо (Fe)	≤ 4,0	Углерод (C)	≤ 0,08
Кремний (Si)	≤ 0,6	Марганец (Mn)	≤ 0,5
Бор (B)	≤ 0,01	Церий (Ce)	≤ 0,01
Сера (S)	≤ 0,01	Фосфор (P)	≤ 0,015

Физические свойства сплава ХН67МВТЮ

Характеристика	Значение	Условия
Плотность ρ	8420 кг/м³	при 20 °С
Модуль продольной упругости E	2,16·10⁵ МПа	при 20 °С
Теплопроводность λ	13,4 Вт/(м·К)	при 100 °С
КТР α	12,3·10⁻⁶ К⁻¹	диапазон 20–100 °С

Механические свойства при температуре 20 °С

Свойства нормируются по виду полуфабриката и режиму термообработки. В скобках указан ГОСТ на вид поставки.

Вид полуфабриката	Режим термообработки	σ₀,₂, МПа	σВ, МПа	δ₅, %	ψ, %	KCU, кДж/м²	HB
Пруток горячекатаный и кованый ⌀ 15–105 мм (ГОСТ 23705-79)	Закалка 1100–1150 °С, 5 ч, воздух; старение 800–850 °С, 10 ч, воздух	≥ 550	≥ 930	≥ 16	≥ 18	≥ 340	241–341
Лист толщиной ≥ 4,0 мм (ГОСТ 24982-81)	Закалка 1140–1160 °С, воздух или вода; отпуск 850 °С, 5 ч, воздух	≥ 550	≥ 930	≥ 18	≥ 18	≥ 400	—
Лист толщиной до 3,9 мм (ГОСТ 24982-81)	Закалка 1070–1090 °С, воздух или вода; отпуск 850 °С, 5 ч, воздух	—	≥ 930	≥ 15	—	—	—

Предел выносливости при рабочих температурах

Гладкие образцы, симметричный цикл, база 10⁷ циклов:

Температура испытания, °С	Предел выносливости, МПа
700	300–320
750	320–340
800	310–330
850	280–300

Технология выплавки

Первичная плавка в открытых индукционных или дуговых электропечах с последующим вакуумно-дуговым переплавом (ВДП). Суффикс «-ВД» в обозначении марки указывает на применение ВДП, который снижает содержание газов и неметаллических включений, улучшая однородность структуры и уровень длительной прочности.

Горячая обработка давлением

Деформация производится в следующем режиме:

• нагрев под деформацию: 1160–1180 °С,
• начало деформации: не выше 1180 °С,
• конец деформации: не ниже 950 °С,
• максимальная степень деформации за переход: 50%,
• минимальная степень деформации: 12%.

Нарушение нижней границы температуры конца деформации приводит к наклёпу, который без последующего отжига снижает пластичность и создаёт риск растрескивания при механической обработке.

Литейные характеристики

Характеристика	Значение
Температура ликвидуса	1360 °С
Температура солидуса	1305 °С
Линейная усадка	1,8%
Трещиноустойчивость	высокая

Обрабатываемость резанием

Сплав относится к труднообрабатываемым материалам. После закалки и старения (HB ~320, σВ ≈ 950 МПа) коэффициент обрабатываемости по сравнению со сталью 45:

• инструмент из твёрдого сплава: Кv = 0,10,
• инструмент из быстрорежущей стали: Кv = 0,08.

Режимы резания — малые скорости, интенсивное охлаждение. Для расточных и резьбонарезных операций предпочтителен твёрдосплавный инструмент.

Свариваемость

Сплав трудно сваривается. Применимые способы: ручная дуговая (РД), ручная аргонодуговая (РАД), контактно-точечная (КТ). Обязательны предварительный подогрев и последующая термическая обработка сварного соединения. Без этих мер высок риск горячих трещин в зоне термического влияния.

Формы поставки

Сплав ХН67МВТЮ (ХН67ВТЮ) поставляется в следующих видах:

• прутки горячекатаные и кованые — ГОСТ 23705-79,
• прокат листовой — ГОСТ 24982-81.

Для уточнения наличия, типоразмеров и условий поставки — сплавы никеля на нашем сайте или запрос по e-mail.

Смотрите также: сплав ЭИ617 (ХН70ВМТЮ) — близкий по классу жаропрочный никелевый сплав для рабочих и сопловых лопаток газовых турбин.