Сталь ХН60ВТ-ВД

Сплав ХН60ВТ-ВД — жаропрочный и жаростойкий деформируемый материал на никелевой основе. Несмотря на распространённое в обиходе название «сталь», ХН60ВТ по классификации ГОСТ 5632-2014 относится к жаропрочным сплавам, поскольку массовая доля никеля составляет основу (расчётно от 51 до 63 %). Другие обозначения той же марки — ЭИ868 и ВЖ98.

Индекс «ВД» в маркировке указывает на метод получения — вакуумно-дуговой переплав. Данная технология обеспечивает пониженное содержание газов и неметаллических включений, повышая служебные характеристики металла при высоких температурах. Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации при длительной работе — +1000 °C, температура интенсивного окалинообразования на воздухе — +1100 °C.

Расшифровка маркировки сплава ХН60ВТ-ВД

Обозначение марки соответствует правилам ГОСТ 5632-2014 для сплавов на никелевой основе:

Элемент маркировки	Значение
Х	легирование хромом (Cr)
Н	основа — никель (Ni)
60	средняя массовая доля никеля ~60 %
В	легирование вольфрамом (W)
Т	легирование титаном (Ti)
ВД	вакуумно-дуговой переплав

Помимо варианта ВД, сплав выпускается после электрошлакового переплава (ХН60ВТ-Ш) и открытой выплавки (ХН60ВТ). Химический состав всех трёх вариантов идентичен и регламентирован одними и теми же документами.

Химический состав сплава ХН60ВТ (ЭИ868)

Химический состав приведён по ГОСТ 5632-2014 и ТУ 14-1-1747-76. Данные распространяются на марки ХН60ВТ, ХН60ВТ-ВД и ХН60ВТ-Ш.

Элемент	Массовая доля, %
Никель (Ni)	основа
Хром (Cr)	23,5–26,5
Вольфрам (W)	13–16
Титан (Ti)	0,3–0,7
Железо (Fe)	≤ 4,0
Кремний (Si)	≤ 0,8
Марганец (Mn)	≤ 0,5
Алюминий (Al)	≤ 0,5
Углерод (C)	≤ 0,10
Молибден (Mo)	≤ 1,5
Медь (Cu)	≤ 0,07
Сера (S)	≤ 0,013
Фосфор (P)	≤ 0,013

Примечание: по ТУ 14-1-286-98 при открытой выплавке и плазменно-дуговом переплаве в металл вводится кальций (Ca) ≤ 0,050 % по расчёту, химическим анализом не определяется. По ТУ 14-1-927-74 раскислители (церий, кальций, барий) вводятся по расчёту.

Роль легирующих элементов

Никель формирует аустенитную матрицу, стойкую к высокотемпературной ползучести. Хром обеспечивает жаростойкость за счёт образования защитной оксидной плёнки Cr₂O₃ на поверхности. Вольфрам — тугоплавкий элемент, повышающий длительную прочность и сопротивление ползучести при температурах свыше +800 °C. Титан участвует в дисперсионном упрочнении — при старении выделяет интерметаллидную фазу γ’ (Ni₃Ti), стабилизирующую структуру. Низкое содержание углерода минимизирует склонность к межкристаллитной коррозии.

Физические свойства сплава ХН60ВТ-ВД

Плотность сплава при 20 °C составляет 8800 кг/м³. Модуль нормальной упругости при комнатной температуре — 190 ГПа. Ниже приведены зависимости физических характеристик от температуры (данные Марочника сталей и сплавов).

T, °C	E, ГПа	α×10⁶, 1/°C	λ, Вт/(м·°C)	C, Дж/(кг·°C)
20	190	—	—	—
100	—	12,7	10,5	440
200	—	13,2	11,7	460
300	—	13,6	13,8	480
400	—	14,1	16,3	500
500	—	14,5	18,8	520
600	—	15,1	21,3	540
700	139	15,6	23,4	540
800	112	16,0	25,5	570
900	81	16,2	28,0	590
1000	50	16,8	—	—

Обозначения: E — модуль упругости; α — средний коэффициент линейного расширения в интервале 20–T °C; λ — теплопроводность; C — удельная теплоёмкость в интервале 20–T °C.

Теплопроводность сплава ХН60ВТ-ВД сравнительно невысока (характерно для высоколегированных никелевых сплавов) и растёт с повышением температуры — от 10,5 Вт/(м·°C) при 100 °C до 28 Вт/(м·°C) при 900 °C. Модуль упругости снижается от 190 ГПа при комнатной температуре до 50 ГПа при 1000 °C, что следует учитывать при проектировании конструкций длительного нагрева.

Механические свойства ХН60ВТ-ВД при 20 °C

Нормированные механические характеристики зависят от сортамента и режима термообработки. Ниже приведены значения по данным Марочника и соответствующих ТУ.

Сортамент	Термообработка	σв, МПа	σ0,2, МПа	δ5, %	ψ, %
Пруток горячекатаный и кованый	Закалка 1150–1200 °C, воздух	≥ 750	≥ 300	≥ 45	≥ 52
Лист горячекатаный (4–11 мм)	Закалка 1150–1200 °C, воздух/вода/душ	≥ 750	—	≥ 40	—
Лист холоднокатаный (0,8–3,9 мм)	Состояние поставки	≤ 1030	—	≥ 40	—
Лента холоднокатаная (0,2–1,2 мм)	Закалка 1150–1170 °C, воздух	≥ 700	—	≥ 30	—
Кольца сварные	Закалка 1130–1160 °C, воздух	≥ 735	—	≥ 35	—

Обозначения: σ_в — предел кратковременной прочности; σ_0,2 — предел текучести (условный, при остаточной деформации 0,2 %); δ₅ — относительное удлинение; ψ — относительное сужение.

Значения показывают высокую технологическую пластичность сплава. Удлинение 30–45 % и сужение до 52 % (для прутка) позволяют применять различные виды обработки давлением, включая холодную и горячую штамповку.

Технологические характеристики сплава ЭИ868

Свариваемость

Сплав ХН60ВТ-ВД сваривается без ограничений всеми видами сварки. Сварка выполняется в закалённом состоянии. После сварки сборки рекомендуется подвергать старению для стабилизации структуры околошовной зоны.

Режим термической обработки

Рекомендуемый режим: закалка с температуры 1150–1200 °C с охлаждением на воздухе или в воде. Для заготовок трубопроводной арматуры (по СТ ЦКБА 016-2005) применяется более сложный режим: закалка в воду или на воздухе с 1190–1210 °C (выдержка 2 ч) с последующим старением при 790–810 °C (выдержка 10 ч, охлаждение на воздухе). После такой обработки достигаются σ_в ≥ 686 МПа, σ_0,2 ≥ 343 МПа, δ₅ ≥ 20 %, ψ ≥ 30 %, твёрдость 190–250 HB.

Ковка

Горячая деформация сплава ХН60ВТ-ВД проводится в интервале 1180–1050 °C. Начало ковки — не выше 1180 °C, окончание — не ниже 1050 °C. Нагрев и деформация за пределами указанного диапазона приводят к снижению пластичности и риску трещинообразования.

Формы поставки сплава ХН60ВТ-ВД

Металлопродукция из сплава ХН60ВТ-ВД (ЭИ868, ВЖ98) выпускается в следующих видах:

Вид продукции	Размерный диапазон	Нормативная документация
Лист горячекатаный	4–11 мм	ТУ 14-1-1747-76, ТУ 14-1-4296-87
Лист холоднокатаный	0,8–3,9 мм	ТУ 14-1-1747-76, ТУ 14-1-4296-87
Прутки горячекатаные и кованые	—	ТУ 14-1-286-98
Лента холоднокатаная	0,2–1,2 мм	ТУ 14-1-927-74
Кольца сварные	—	ОСТ 1 90234-92, ОСТ 1 90375-87
Сварочная проволока	—	ТУ 14-1-997-74
Поковки, заготовки	—	ОСТ 1 90110-73, ТУ 14-1-1530-75

Применение сплава ХН60ВТ-ВД в промышленности

Сочетание жаропрочности, жаростойкости и хорошей свариваемости определяет применение сплава ХН60ВТ-ВД в конструкциях, работающих при длительном нагреве до +1000 °C. Основные области использования:

В авиационном и ракетном двигателестроении из ХН60ВТ-ВД изготавливают листовые детали камер сгорания, форсажных камер, жаровых труб и сопловых аппаратов газотурбинных двигателей.

В энергетическом машиностроении сплав применяется для элементов стационарных и судовых газовых турбин — экранов, обечаек, кожухов горячего тракта. Сварочная проволока из ХН60ВТ используется для наплавки и сварки ответственных узлов энергетического оборудования.

В металлургии и термообработке — для элементов нагревательных и термических печей (муфели, экраны, направляющие), эксплуатируемых при температурах до +1000 °C в окислительной среде.

В химической промышленности материал находит применение в конструкциях реакторов и теплообменных аппаратов, работающих при высоких температурах в агрессивных средах. Высокое содержание хрома обеспечивает стойкость к окислению и газовой коррозии.

Среди родственных марок для других температурных диапазонов стоит отметить сплав ХН78Т (ЭИ435), также широко применяемый в качестве жаростойкого конструкционного материала.

Условия поставки

Поставляем сплав ХН60ВТ-ВД (ЭИ868, ВЖ98) в виде листов, прутков, ленты, колец и заготовок. Объём партии — от минимальной отгрузки до крупных промышленных поставок. Для уточнения наличия, сроков и условий свяжитесь с нами через форму обратной связи внизу страницы — менеджеры ответят в течение рабочего дня.