2 Характеристика жаропрочного сплава хн73мбт (эи698)

Сплав данной марки (ХН73МБТЮ (ЭИ698)) [3] относится к классу жаропрочных сплавов на никелевой основе.

Таблица 3. Химический состав по ГОСТ 5632–72, % (по массе)

Cr

Mo

Nb

Ti

Al

Fe

Mn

C

Si

S

B

Ce

Ni

13-16

2,8-3,2

1,8-2,2

2,35-2,75

1,3-1,7

до 2,0

до 0,4

до 0,08

до 0,6

до 0,007

до 0,005

до 0,005

75,65-71,05

Технологические данные

Сплав выплавляют в открытых дуговых или индукционных печах и с применением вакуумного дугового переплава.

Температура деформации – начало 1160 – 1180 °С, конец не выше 1000 °С, охлаждение после деформации на воздухе.

Рекомендуемый режим термической обработки: двойная закалка – нагрев до 1120 °С; выдержка 8 ч, охлаждение на воздухе; нагрев до 1000 °С; выдержка 4 ч, охлаждение на воздухе; старение – режим I – 800 °С, выдержка 16 ч, охлаждение на воздухе; режим II – 750 °С, выдержка 16 ч, охлаждение на воздухе + 650 °С, выдержка 16-20 ч, охлаждение на воздухе; режим III – 775 °С, выдержка 16 ч, охлаждение на воздухе + 700 °С, выдержка 16-20 ч, охлаждение на воздухе. Режим I применяется в случае длительной службы в течение 10000-20000 ч при температурах до 750 °С; режимы II и III – для кратковременной службы.

Технологическая пластичность деформированного металла открытой выплавки (образцы из заготовок сечением 90×90 мм) после термической обработки по режиму 1050 °С, 1 ч, охлаждение на воздухе при температурах 1000, 1050, 1100, 1150, 1200°С определяется соответствующими значениями ударной вязкости 2930, 3830, 3580, 1620, 630 кДж/м².

Ударная вязкость деформированного металла ВДП (образцы из заготовок сечением 90×90 мм) после указанной термической обработки при температурах 20, 900, 1000, 1050, 1100, 1150, 1180, 1200, 1220 °С составляет соответственно 1610, 980, 1860, 2580, 3680, 3460, 2370, 750, 360 кДж/м².

В таблицах 4-7 приведены механические характеристики сплава ХН73МБТ (ЭИ698).

Таблица 4. Механические свойства сплава при различных температурах;

(пруток, продольные образцы; термическая обработка по режиму III)

T, °С	σ0,2, МПа	σВ, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, кДж/м2
20	800	1210	31	24	720
500	700	1030	31	26	1030
600	690	1040	28	26	1000
650	670	1030	28	27	–
700	680	1000	24	22	750

Таблица 5. Механические свойства крупных поковок диаметром 480-850 мм при различных температурах и направлениях вырезки образцов

T, °С	σ0,2, МПа	σВ, МПа	δ5, %	ψ, %	T, °С	σ0,2, МПа	σВ, МПа	δ5, %	ψ, %
Тангенциальное*					Радиальное*
20	700	1140	27	29	20	700	1140	30	31
450	650	1020	24	24	500	610	1050	28	28
500	570	1000	29	30	600	600	1000	30	30
550	570	980	25	28	650	590	980	33	34
600	570	970	28	28	700	600	930	30	30
650	570	960	23	30	750	610	780	26	32
700	570	890	20	21	800	600	670	22	30
750	560	800	12	13	850	580	600	20	42
800	540	620	23	30
850	510	540	20	24
Осевое*					Радиальное**
20	960	660	12	12	20	760	1180	23	24
600	950	580	20	23	450	710	1140	21	28
650	920	580	15	18	550	650	1030	19	28
880	580	13	19	19	600	650	1050	22	29
					650	650	1050	24	29
					700	650	1020	25	29
					750	630	860	21	23

Таблица 6. Механические свойства сплава после длительного старения при различных температурах (штамповка диска диаметром 480 мм, тангенциальные образцы; термическая обработка по режиму II)

Tстар, °С	tстар, ч	T, °С	σ0,2, МПа	σВ, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, кДж/м2
–1	–	20	700	1150	31	31	900
650	3000	20	810	1220	15	15	430
650	10000	20	800	1220	14	15	330
700	3000	20	770	1210	15	16	400
700	10000	20	690	1180	20	19	340
750	1000	20	620	1120	30	31	690
750	3000	20	680	1160	21	20	520
750	10000	20	580	1110	27	27	660
650	3000	650	660	1050	18	25	–
650	10000	650	670	1080	19	24	–
700	3000	700	240	960	24	32	–
700	10000	700	270	910	27	35	–
750	1000	750	530	740	31	47	–
750	3000	750	550	770	28	42	–
750	10000	750	440	730	31	44	–

Таблица 7. Длительная прочность сплава^* (диск диаметром 480 мм, тангенциальные образцы; термическая обработка по режиму I)

T, °С	Пределы длительной прочности, МПа, за время, ч
	300	500	1000	2000	3000	5000	10000
550	–	900	870	850	820	–	–
650	630	600	570	540	520	500	480
700	480	450	400	360	340	320	290
750	360	330	295	265	250	230	210

Физические свойства сплава представлены в таблице 8.

Таблица 8. Физические свойства сплава ХН73МБТЮ (ЭИ698) при различных температурах (теплопроводность при 50 °С составляет 9,6 Вт/(м·К); плотность сплава при 20 °С составляет 8320 кг/м³)

Температура T, °С	Модуль упругости E·10-5, МПа	Интервал температур t, °С	Коэффициент линейного расширения α·106, К-1
20	2,02	20-100	12,3
450	1,79	100-200	13,2
550	1,76	200-300	14,2
650	1,61	300-400	15,0
750	1,52	400-500	16,3
–	–	500-600	17,3
–	–	600-700	18,8
–	–	700-800	21,6

Применение – диски газовых турбин для длительной службы с рабочей температурой до 750 °С.