A286 (UNS S66286) Железоникелевый жаропрочный сплав
A286 (UNS S66286) Железоникелевый жаропрочный сплав
1. Общее описание
A286 (UNS S66286) — это жаропрочный сплав на основе железа, упрочнённый методом старения (осаждением), обладающий высокой прочностью при повышенных температурах, отличной устойчивостью к окислению и коррозии. Он широко применяется в аэрокосмической отрасли, газовых турбинах, автомобилестроении и нефтехимии. Подходит для длительной работы в условиях температуры до 700 °C. В сравнении с никелевыми сплавами (например, серией Inconel), A286 имеет более низкую стоимость и лучшую обрабатываемость и свариваемость.
2. Химический состав (массовая доля, %)
Элемент | Содержание (wt%) |
|---|---|
Железо (Fe) | Остаток |
Никель (Ni) | 24.0–27.0 |
Хром (Cr) | 13.5–16.0 |
Титан (Ti) | 1.9–2.3 |
Молибден (Mo) | 1.0–1.5 |
Ванадий (V) | 0.1–0.5 |
Алюминий (Al) | ≤0.35 |
Марганец (Mn) | ≤2.0 |
Кремний (Si) | ≤1.0 |
Углерод (C) | ≤0.08 |
Сера (S) | ≤0.03 |
Фосфор (P) | ≤0.03 |
Бор (B) | 0.001–0.01 |
Упрочнение A286 достигается за счёт образования фазы γ′ (Ni₃(Al, Ti)) из добавленных Ti, Al и Mo.
3. Физические свойства
Параметр | Значение |
|---|---|
Плотность | 7.93 г/см³ |
Температура плавления | 1364–1424 °C |
Коэффициент линейного расширения (20–800 °C) | 16.1×10⁻⁶ /°C |
Теплопроводность (при 100 °C) | 14.6 Вт/(м·К) |
Удельная теплоёмкость (25 °C) | 460 Дж/(кг·К) |
Электросопротивление (20 °C) | 1.12 мкОм·м |
Сплав A286 имеет низкую теплопроводность и высокую устойчивость к ползучести, что делает его отличным выбором для работы при высоких температурах.
4. Механические свойства (при комнатной и повышенной температуре)
Свойство | 25 °C | 650 °C |
|---|---|---|
Временное сопротивление разрыву (МПа) | ≥895 | 550–700 |
Предел текучести (МПа) | ≥585 | 345–415 |
Относительное удлинение (%) | ≥20 | 15–20 |
Твёрдость (HRC) | 25–35 | – |
Особенности:
Высокая прочность до 700 °C
Хорошая пластичность при повышенных температурах
Отличная устойчивость к ползучести при длительной эксплуатации
5. Термическая обработка
A286 усиливается с помощью стандартной термообработки:
Этап | Температура (°C) | Время выдержки | Охлаждение |
|---|---|---|---|
Растворяющий отжиг | 980–1010 | 1–2 часа | Закалка в воде или масле |
Старение | 720–820 | 16 часов | Воздушное охлаждение |
После термообработки сплав приобретает повышенную прочность и твёрдость, что делает его пригодным для высокотемпературных применений.
6. Коррозионная стойкость
Благодаря высокому содержанию хрома (Cr), A286 устойчив к окислению и атмосферной коррозии при температурах до 700 °C
Обладает умеренной устойчивостью в кислотных средах (азотная, соляная, серная кислоты), но уступает никелевым сплавам, таким как Inconel 718
Имеет определённую стойкость к коррозионному растрескиванию в морской воде и средах, содержащих хлориды
7. Технологические свойства
(1) Обрабатываемость
Обрабатывается лучше, чем никелевые сплавы (например, Inconel 718), хорошо подходит для токарной, фрезерной и сверлильной обработки
Рекомендации:
Использовать твердосплавный или керамический инструмент
Низкие скорости резания + высокая подача
Водорастворимые СОЖ для снижения износа инструмента
(2) Свариваемость
Отлично сваривается методами TIG, MIG, лазерной и электронно-лучевой сварки
После сварки рекомендуется провести растворяющий отжиг и старение для повышения прочности и коррозионной стойкости сварного шва
8. Основные области применения
Благодаря сочетанию высокой прочности, коррозионной стойкости и технологичности, A286 применяется в следующих отраслях:
(1) Аэрокосмическая промышленность
Детали турбин (диски, компрессорные колёса, крепёж)
Лопатки газовых турбин
Системы выхлопа
(2) Нефтегазовая промышленность
Трубопроводы высокого давления и температуры
Скважинные инструменты
Крепёжные элементы
Корпуса клапанов и насосов
(3) Автомобилестроение
Выпускные клапаны гоночных двигателей
Корпуса высокотемпературных датчиков
Детали турбонаддува
(4) Энергетика
Детали горячих зон газовых турбин
Внутренние компоненты ядерных реакторов
(5) Медицинское оборудование
Детали автоклавов
Ортопедические имплантаты
9. Сравнение с другими жаропрочными сплавами
Сплав | Макс. рабочая температура (°C) | Прочность | Стойкость к коррозии | Стоимость | Применение |
|---|---|---|---|---|---|
A286 | 700 | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ | Авиация, нефть, авто |
Inconel 718 | 980 | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ | Авиация, атомная, турбины |
Inconel 625 | 982 | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | Химия, морская техника |
Haynes 188 | 1090 | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | Авиационные двигатели |
Вывод:
Прочность A286 немного уступает никелевым сплавам (Inconel 718), но он проще в обработке и экономичнее
Идеален для применений при температурах ≤700 °C. При более высоких температурах рекомендуется использовать никелевые или кобальтовые сплавы
10. Заключение
A286 — это жаропрочный сплав на основе железа, упрочнённый старением, с отличной термостойкостью, хорошей технологичностью и коррозионной стойкостью
Идеально подходит для применения в условиях до 700 °C в таких отраслях, как аэрокосмическая, нефтегазовая, автомобилестроение и энергетика
Более экономичен, чем никелевые сплавы, хотя при экстремальных температурах и агрессивных средах может потребоваться более устойчивый материал