Сплав 08Х17Н34В5Т3Ю2РЛ

08Х17Н34В5Т3Ю2РЛ — высоколегированная сталь на железоникелевой основе аустенитного класса, предназначенная для изготовления фасонных отливок, работающих при повышенных температурах. По ГОСТ 5632 относится к группе жаропрочных сталей и сплавов с особыми свойствами. Литейное исполнение обозначено суффиксом «Л» в конце марки.

Расшифровка марки 08Х17Н34В5Т3Ю2РЛ

Марка читается последовательно по условным обозначениям легирующих элементов, принятым в ГОСТ 5632:

• 08 — содержание углерода до 0,08%;
• Х17 — хром ~17%;
• Н34 — никель ~34%;
• В5 — вольфрам ~5%;
• Т3 — титан ~3%;
• Ю2 — алюминий ~2%;
• Р — бор (малое количество);
• Л — литейная сталь (изготавливается только литьём).

Железо является основой сплава (расчётный диапазон около 35–44% по разности), никель занимает второе место по массовой доле (~33%). Именно это соотношение определяет классификацию как железоникелевая основа — в отличие от никелевых суперсплавов, где никель является основой.

Химический состав сплава 08Х17Н34В5Т3Ю2РЛ

Химический состав по ГОСТ 5632 (массовая доля элементов, %):

Элемент	Обозначение	Содержание, %
Железо	Fe	34,95–43,7 (основа, остаток)
Никель	Ni	32–35
Хром	Cr	15–18
Вольфрам	W	4,5–5,5
Титан	Ti	2,6–3,2
Алюминий	Al	1,7–2,1
Кремний	Si	0,2–0,5
Марганец	Mn	0,3–0,6
Углерод	C	до 0,08
Бор	B	до 0,05
Церий	Ce	до 0,01
Сера	S	до 0,01
Фосфор	P	до 0,01

Роль легирующих элементов

Структура сплава — аустенит (твёрдый раствор на основе γ-фазы ГЦК) с интерметаллидным упрочнением. Основной упрочняющей фазой является γ’ — Ni₃(Ti, Al), выделяющаяся при старении. Именно суммарное содержание титана и алюминия (~4,5–5,3%) определяет долю γ’-фазы и, соответственно, жаропрочность сплава.

Хром (15–18%) обеспечивает жаростойкость — сопротивление высокотемпературному окислению и коррозии в газовой среде. Вольфрам (4,5–5,5%) — тугоплавкий элемент, упрочняющий матрицу твёрдым раствором и повышающий сопротивление ползучести. Бор (до 0,05%) и церий (до 0,01%) улучшают межзёренную когезию и технологические литейные свойства. Пониженное содержание серы и фосфора (не более 0,01% каждого) — обязательное условие для применения отливок в нагруженных высокотемпературных деталях.

Механические свойства 08Х17Н34В5Т3Ю2РЛ

Свойства приведены для литых заготовок после стандартной термической обработки (закалка + старение):

Характеристика	Значение
Предел кратковременной прочности σв	785 МПа
Предел текучести σ0,2	687 МПа
Относительное удлинение δ	3%
Относительное сужение ψ	3%

Невысокие значения δ и ψ (по 3%) типичны для интерметаллидно-упрочнённых литейных сплавов: высокая доля γ’-фазы повышает прочность, но снижает пластичность. При проектировании деталей из данного сплава необходимо учитывать его сниженную чувствительность к концентраторам напряжений.

Жаростойкость и рабочие температуры

Сплав 08Х17Н34В5Т3Ю2РЛ сохраняет жаростойкость (сопротивление окислению) при температурах до 1000 °C. Длительная эксплуатация под нагрузкой допускается при температурах до 800 °C — при более высоких температурах происходит коагуляция γ’-фазы и снижение жаропрочности. Это принципиальное разграничение: жаростойкость (химическая стойкость к газам) и жаропрочность (механическая прочность под нагрузкой) — разные характеристики с разными температурными пределами.

Термическая обработка: режимы закалки и старения

Для получения нормируемых механических свойств отливки из сплава 08Х17Н34В5Т3Ю2РЛ подвергают двухступенчатой термической обработке.

Режим термообработки

Операция	Температура, °C	Охлаждение
Закалка (растворяющий отжиг)	1140–1160	На воздухе
Искусственное старение	740–760, выдержка 32 ч	На воздухе

При закалке (растворяющем отжиге) при 1140–1160 °C происходит полное растворение γ’-фазы и карбидов в аустените — формируется пересыщенный твёрдый раствор. Последующее старение при 740–760 °C в течение 32 часов обеспечивает дисперсное выделение частиц γ’ = Ni₃(Ti, Al), равномерно распределённых в матрице, — именно это и создаёт высокую жаропрочность. Длительная выдержка при старении (32 ч) необходима для полноты выделения γ’-фазы при данном суммарном содержании Ti + Al.

Форма поставки и производство деталей

Сплав 08Х17Н34В5Т3Ю2РЛ поставляется и применяется исключительно в виде фасонных литых заготовок. Деформируемые полуфабрикаты (прутки, листы, поковки) из данного сплава не предусмотрены. Детали получают методом точного литья по выплавляемым моделям, что позволяет воспроизвести сложную геометрию и минимизировать объём механической обработки. После литья заготовки проходят обязательную термическую обработку по указанному выше режиму.

Смежные по классу и назначению литейные жаропрочные материалы представлены в разделах сплавы никеля и сплав 20Х21Н46В8РЛ.

Область применения

Основное направление применения — детали горячего тракта газовых и паровых турбин, а также компрессорных установок, работающие при температурах до 800 °C:

• сопловые лопатки газовых турбин;
• рабочие лопатки газовых турбин;
• детали проточной части энергетических турбин;
• элементы конструкции нефтегазового и энергетического оборудования, длительно эксплуатируемые при высоких температурах.

Сплав занимает промежуточное положение между стандартными жаропрочными аустенитными сталями (рабочие температуры до 650–700 °C) и никелевыми суперсплавами (рабочие температуры 900–1000 °C и выше). Это делает его рациональным выбором для нагруженных деталей при температурах 700–800 °C, когда применение более дорогих никелевых сплавов технически избыточно.

Для уточнения условий поставки литых заготовок из сплава 08Х17Н34В5Т3Ю2РЛ — направьте техническое задание или чертёж детали.