Сплав ВЖ159 — это жаропрочный никелевый сплав, разработанный для работы в экстремальных температурных условиях (до 980°C). Материал широко применяется в аэрокосмической и энергетической отраслях для изготовления турбинных лопаток, камер сгорания и других высоконагруженных компонентов газотурбинных двигателей (ГТД). Благодаря высокой свариваемости и структурной стабильности, ВЖ159 подходит для аддитивного производства методом селективного лазерного плавления (SLM), обеспечивая плотность изделий до 99,5% и минимизацию дефектов
Химический состав
Основные элементы сплава:
- Никель (Ni): 50–55% — основа, обеспечивающая термостойкость и пластичность
- Хром (Cr): 15–18% — повышает устойчивость к окислению и коррозии
- Кобальт (Co): 10–12% — усиливает жаропрочность
- Молибден (Mo): 4–6% — улучшает сопротивление ползучести
- Вольфрам (W): 5–7% — стабилизирует структуру при высоких температурах
- Дополнительные элементы: алюминий (Al), титан (Ti) — строго контролируются для формирования упрочняющих фаз
Механические свойства
После SLM-печати и постобработки сплав демонстрирует:
- Предел прочности (σₕ): 900–1100 МПа — превосходит характеристики литых аналогов
- Предел текучести (σ₀.₂): 750–950 МПа — устойчивость к деформациям в условиях высоких нагрузок
- Относительное удлинение: 5–8% — достаточная пластичность для сложных конструкций
- Твердость: 300–350 HV — оптимальна для износостойких деталей
- Температурный диапазон: рабочая температура до 980°C с сохранением прочности
- Размер частиц: 15–45 мкм — обеспечивает равномерное распределение слоев и минимальную пористость (<0,5%)
- Защитная атмосфера: аргон
Преимущества материала
- Жаропрочность. Сохраняет свойства при температурах до 980°C, что критично для турбинных компонентов
- Структурная стабильность. Минимизация трещин и деформаций благодаря мелкозернистой микроструктуре после SLM‑печати
- Совместимость с мультиматериалами. Используется в комбинации с бронзами (например, БрХЦрТ) для создания переходных зон с градиентными свойствами
Области применения
- Аэрокосмическая промышленность. Лопатки турбин, сопла ракетных двигателей, элементы камер сгорания
- Энергетика. Компоненты газовых турбин, теплообменники для высокотемпературных сред
- Медицина. Специализированные инструменты для работы в агрессивных средах (после полировки)
- Нефтегазовая отрасль. Клапаны и насосы для скважин с экстремальными условиями
Постобработка
- Горячее изостатическое прессование (ГИП). Устраняет микропоры и анизотропию механических свойств
- Термическая обработка. Отжиг для снятия напряжений и стабилизации структуры
- Механическая обработка. Пескоструйная очистка (шероховатость Ra 10–30 мкм) и финишная полировка для критических деталей
ВЖ159 — это ключевой материал для SLM‑печати в высокотехнологичных отраслях, требующих сочетания жаропрочности, прочности и устойчивости к коррозии. Его применение в аэрокосмической и энергетической промышленности демонстрирует возможность создания деталей с оптимизированной геометрией и повышенным сроком службы. Для достижения максимальных характеристик критически важны контроль параметров печати и постобработка.
