Сплав UGI® HT286: аутенитный железо-никелевый сплав для высокотемпературных применений

UGI® HT286 — это аутенитный железо-никелевый сплав, содержащий хром, молибден и титан. Небольшое добавление алюминия и титана позволяет упрочнять сплав за счет выделения интерметаллической фазы Ni₃(Ti,Al) (гамма-прим), обеспечивая отличные механические свойства от криогенных температур до 700 °C.

Физические и механические свойства

Общие свойства

Свойство	Значение
Плотность	8,0 г/см³

Механические свойства

Свойство	Значение	Примечание
Предел прочности при растяжении	827 МПа	Максимальное значение

Тепловые свойства

Свойство	Значение	Примечание
Коэффициент линейного теплового расширения	16,5 × 10⁻⁶ 1/К	20–100 °C
Температура плавления	1370–1400 °C	—
Теплопроводность	14 Вт/(м·К)	—

Электрические свойства

Свойство	Значение
Удельное электросопротивление	9,1 × 10⁻⁷ Ом·м

Химический состав (масс. %)

Элемент	Содержание	Примечание
Алюминий (Al)	0,35	Макс.
Бор (B)	0,03–0,10	—
Углерод (C)	0,08	Макс.
Хром (Cr)	13,5–16,0	—
Марганец (Mn)	1,0–2,0	—
Молибден (Mo)	1,0–1,5	—
Никель (Ni)	24,0–27,0	—
Фосфор (P)	0,025	Макс.
Кремний (Si)	1,0	Макс.
Сера (S)	0,015	Мин.
Титан (Ti)	1,9–2,3	—
Ванадий (V)	0,1–0,5	—

Технологические свойства и применение

Области применения

• Крепежные изделия (винты, болты, шпильки) для высокотемпературных сред в авиакосмической и автомобильной промышленности
• Пружины
• Немагнитные криогенные детали
• Лопатки

Коррозионные свойства

UGI® HT286 обладает стойкостью к окислению, сравнимой со сталью AISI 310, до 800 °C. Коррозионная стойкость отлична до 700 °C во многих атмосферах, встречающихся в реактивных двигателях. Хорошая стойкость к высокотемпературному окислению и межкристаллитной коррозии, отсутствие кобальта, немагнитная структура и более высокий предел текучести, чем у обычных нержавеющих сталей, сделали этот сплав широко используемым для крепежа в авиакосмической, ядерной, автомобильной и химической промышленности.

Среда	Поведение
Морская вода	Умеренная стойкость
Влажность	Отличная стойкость
Кислотная нефть/газ	Умеренная стойкость
Солевой спрей (NaCl)	Хорошая стойкость

Сравнение скорости коррозии (мм/год) в кипящих растворах

Испытательная среда	AISI 304	UGI® HT286
20% уксусная кислота	< 0,01	< 0,01
45% муравьиная кислота	1,2	0,2
10% щавелевая кислота	1,2	0,4
1% соляная кислота	2,7	2,1
10% сернистая кислота	> 12	0,75
20% фосфорная кислота	< 0,01	0,35
10% сульфат натрия	1,6	0,2

Обрабатываемость резанием

UGI® HT286 труднее обрабатывается резанием, чем стандартные нержавеющие стали, преимущественно из-за очень низкого содержания серы, необходимого для обеспечения хорошей горячей обрабатываемости. Без сульфидных включений при обработке образуются длинные опилки, трудноудаляемые, особенно при сверлении.

Из-за высоких механических свойств в состоянии после старения (даже при температурах, достигающихся в зоне режущего инструмента), UGI® HT286 часто обрабатывают в отпускном состоянии. Но в этом состоянии прилипание и нарастание на режущий инструмент приводят к низкой стойкости инструмента и очень плохой чистоте поверхности. Поэтому рекомендуется повысить механические свойства материала в отпускном состоянии через холодную деформацию или предварительную термическую обработку старения. По сравнению с другими сверхсплавами, для обработки UGI® HT286 можно использовать относительно высокие скорости. При обработке этот сплав подвергается закалке деформацией, образуя твердые опилки, но также и более твердую обрабатываемую поверхность, что приводит к выбоине и сколам при последующих проходах. Более острые и положительные режущие кромки уменьшают этот феномен и поэтому предпочтительны. Обычно предпочитаются CVD-покрытия (химическое осаждение из газовой фазы) для повышения скоростных возможностей и ресурса инструмента.

Тепловая обработка

Тепловая обработка UGI® HT286 проводится в две стадии: растворительное отпуск и старение.

• Растворительное отпуск: 1 час при 980 °C с последующим охлаждением водой. Это восстановляет и размягчает структуру после холодной деформации (например, холодной штамповки, волочения).
• Старение:
  • 16 часов при 720 °C с последующим охлаждением воздухом — для отпускного состояния.
  • 6 часов при 650 °C с последующим охлаждением воздухом — для холоднобезнатяжного состояния. Только для диаметров ниже 14 мм.

Старение используется для выделения фазы Ni₃(Ti,Al), необходимой для получения требуемого предела текучести и свойств ползучести при высоких температурах.

Доступные виды продукции

Продукт	Форма	Поверхность	Допуск	Размеры
Прутки	Круглые	Волоченные или шлифованные	h7 мин	1–15 мм
	Круглые	Токарные и полированные	h10–h11	2–70 мм
Волоченная проволока	Круглые	Волоченные (1)	—	0,8–18 мм
	Профильные	Яркие	—	2–70 мм²

(1) С мыльным покрытием или без него.

Другие виды продукции: по запросу у поставщика.