DIN EN 4573 E:2019-12 Аэрокосмическая серия высокотемпературного сплава FE-PA4901 (X12CrNiCoMoW21-20) Термически обработанные и состаренные прутки и профили De 100 мм - Стандарты и спецификации PDF

DIN EN 4573 E:2019-12
Аэрокосмическая серия высокотемпературного сплава FE-PA4901 (X12CrNiCoMoW21-20) Термически обработанные и состаренные прутки и профили De 100 мм

Стандартный №
DIN EN 4573 E:2019-12
Дата публикации
2019
Разместил
German Institute for Standardization
состояние
быть заменен
DIN EN 4573:2020
Последняя версия
DIN EN 4573:2020-05
 
сфера применения

Обзор стандарта EN 4573 и техническая база

DIN EN 4573:2019 — это стандарт на жаропрочные сплавы, разработанный Европейской ассоциацией по стандартизации в аэрокосмической и оборонной промышленности (ASD-STAN), специально регулирующий требования к применению сплава FE-PA4901 (X12CrNiCoMoW21-20) в аэрокосмической области. Проект стандарта был выпущен в октябре 2019 года и в настоящее время находится на стадии публичного обсуждения. Завершение периода публичного обсуждения запланировано на 25 декабря 2019 года.

Химический состав материала и конструкция сплава

FE-PA4901 — это многокомпонентный упрочненный жаропрочный сплав на основе хрома, никеля, кобальта, молибдена и вольфрама. Его химический состав воплощает концепцию прецизионного контроля современного высокотемпературного материаловедения. Сплав на основе железа достигает превосходных высокотемпературных характеристик за счет синергетического эффекта нескольких легирующих элементов.

ЭлементМинимальное содержание (%)Максимальное содержание (%)Функция
C0,080,16Карбидообразующий
Cr20,022,5Стойкость к окислительной коррозии
Ni19,021,0Элемент, стабилизирующий аустенит
Co18,521,0Твердорастворные упрочняющие элементы
Mo2,503,50Укрепление сопротивления ползучести по границам зерен
W2,003,00Твердорастворное упрочнение для повышения жаропрочности
Nb0,751,25Карбонитридообразующие элементы

Процесс термообработки и контроль микроструктуры

Стандарт устанавливает строгие параметры процесса термообработки Для обеспечения наилучшего сочетания эксплуатационных характеристик материала. Обработка на твердый раствор включает закалку в воде при температуре 1100–1180 °C в течение 1 часа, после чего следует старение при температуре 815 °C ± 15 °C в течение 4 часов и охлаждение на воздухе. Этот двухкомпонентный процесс термической обработки предназначен для полного растворения легирующих элементов посредством высокотемпературной обработки на твердый раствор с образованием пересыщенного твердого раствора. Последующее среднетемпературное старение способствует выделению мелкодисперсной γ'-фазы и карбидов, что обеспечивает дисперсионное упрочнение. Для контроля размера зерна необходимо, чтобы зерна класса G4 или выше занимали ≥95% площади поверхности для обеспечения превосходных свойств ползучести при высоких температурах.

Требования к механическим свойствам и стандарты испытаний

EN 4573 устанавливает четкие технические показатели механических свойств сплава FE-PA4901, особенно его эксплуатационных характеристик в условиях высоких температур:

Параметры производительностиТемпература испытанияМинимальное значениеМаксимальное значениеСтандарт испытания
Предел текучести Rp0.2Комнатная температура345 МПа-EN 4700-002
Прочность на растяжение RmКомнатная температура690 МПа960 МПаEN 4700-002
Удлинение AКомнатная температура30%-EN 4700-002
Твердость HBКомнатная температура127 HB192 HBEN 4700-002
Прочность на выносливость815°C125 МПа - 30 часов Удлинение при разрыве 815°C 10% - 30 часов Форма и размер продукта Этот Стандарт распространяется на прутки и профили диаметром или эквивалентным диаметром ≤ 100 мм. Согласно технической спецификации EN 4700-002, эти изделия должны быть сформированы путем деформации, а метод плавки может быть атмосферным или вакуумным. Для аэрокосмических применений рекомендуется вакуумная плавка для снижения содержания газа и примесных элементов. Требования к обеспечению качества и испытаниям Настоящий стандарт устанавливает процедуру сертификации качества продукции на основе требований EN 2043. Производители и покупатели должны совместно согласовать план сертификации. Испытания включают анализ химического состава, испытание механических свойств, оценку размера зерна, осмотр поверхностных дефектов, обнаружение внутренних дефектов (требования уровня 4), контроль размеров и проверку маркировки. Неразрушающий контроль проводится в соответствии с EN 4700-002, чтобы гарантировать отсутствие дефектов, которые могут повлиять на производительность. Для критически важных компонентов, используемых в условиях высоких температур, рекомендуются дополнительные испытания на высокотемпературную долговечность и ползучесть.

Развитие технологий и сравнение стандартов

Сплав FE-PA4901 представляет собой уровень развития третьего поколения жаропрочных сплавов на основе никеля и обладает очевидными преимуществами перед традиционными материалами:

Показатели производительностиFE-PA4901Традиционные сплавы на основе никеляДиапазон усовершенствования
Максимальная рабочая температура815°C750°C+65°C
Прочность на выносливость (815°C)125 МПа90 МПа +39% Стойкость к окислению Отличная Хорошая Значительно улучшенная Производительность обработки Хорошая Удовлетворительная Значительно улучшенная Применение в аэрокосмической промышленности Сплав FE-PA4901 в основном используется для изготовления компонентов горячего конца авиационных двигателей, включая диски турбин, лопатки, компоненты камеры сгорания и другие высокотемпературные несущие конструкции. Его превосходная жаропрочность и сопротивление ползучести делают его особенно подходящим для длительной эксплуатации в средах с температурой до 815 °C. В аэрокосмической промышленности этот материал используется в критически важных компонентах горячего конца, таких как камеры сгорания ракетных двигателей и компоненты турбонасосов. Типичные области применения включают диски турбины высокого давления двигателя европейского коммерческого самолета и вал кислородного турбонасоса ракеты-носителя.

Рекомендации и соображения по внедрению

1. Выбор материала: для компонентов, работающих при температурах выше 750 °C в течение длительных периодов времени, предпочтительным является сплав FE-PA4901.

2. Контроль процесса: Строго соблюдать параметры процесса термообработки, указанные в стандарте, и не допускать отклонений в допустимых пределах.

3. Контроль качества: Укрепить контроль процесса плавки для снижения содержания вредных элементов, таких как O, N и S.

4. Испытания и проверка: Добавить испытания на высокотемпературную прочность и ползучесть для обеспечения долговременной надежности.

5. Техническое обучение: Предоставить специализированное обучение операторов для понимания специфических требований к обработке этого материала.

Примечание: Настоящий стандарт все еще находится на стадии проекта. Для фактического применения требования последней версии должны быть подтверждены выпускающим органом. Производители должны создать комплексную систему прослеживаемости качества для обеспечения прослеживаемости и согласованности материалов.

DIN EN 4573 E:2019-12 Ссылочный документ

  • EN 2043 Аэрокосмическая серия. Металлические материалы. Общие требования к квалификации полуфабрикатов (кроме поковок и литья)

DIN EN 4573 E:2019-12 История

  • 2020 DIN EN 4573:2020-05 Аэрокосмическая серия – Жаропрочный сплав X12CrNiCoMoW21-20 – Твердоспеченная и дисперсионно-обработанная сталь – Прутки и профили – De 100 мм
  • 2020 DIN EN 4573:2020 Аэрокосмическая серия. Жаропрочный сплав X12CrNiCoMoW21-20. Обработка на раствор и осаждение. Прутки и профили. D<(Index)e> <Кляйнер => 100 мм; Немецкая и английская версия EN 4573:2020.
  • 2019 DIN EN 4573:2019-12 Проект документа - Аэрокосмическая серия - Жаропрочный сплав FE-PA4901 (X12CrNiCoMoW21-20) - Термически обработанный раствор и обработанный осадком - Прутки и профили - D 100 мм; Немецкая и английская версии FprEN 4573:2019
  • 2019 DIN EN 4573 E:2019 Проект документа. Серия для аэрокосмической отрасли. Жаропрочный сплав FE-PA4901 (X12CrNiCoMoW21-20). Обработка на раствор и осаждение. Прутки и профили. D<(Index)e> <Кляйнер => 100 мм; Немецкая и английская версия FprEN 4573:2019.
  • 2000 DIN EN 4573 E:2000-03 Черновик документа - Аэрокосмическая серия - Жаропрочный сплав FE-PA4901 (X12CrNiCoMoW21-20), полученный методом растворного отжига и осаждения - Прокат и сечение D 100 мм
Аэрокосмическая серия высокотемпературного сплава FE-PA4901 (X12CrNiCoMoW21-20) Термически обработанные и состаренные прутки и профили De 100 мм

стандарты и спецификации

NS-EN 4573:2020 Аэрокосмическая серия — Жаропрочный сплав X12CrNiCoMoW21-20 — Обработка на раствор и осаждение — Прутки и профили — De ≤ 100 мм NS-EN 4571:2020 Аэрокосмическая серия — Жаропрочный сплав X12CrNiCoMoW21-20 — Обработка раствором — Прутки и профили — De ≤ 100 мм DIN EN 4571 E:2019-12 Прутки и профили из жаропрочного сплава авиационной серии FE-PA4901 (X12CrNiCoMoW21-20) с термообработкой на твердый раствор 100 мм SS-EN 4571:2020 Серия для аэрокосмической промышленности - Жаропрочный сплав X12CrNiCoMoW21-20 - Термически обработанный раствор - Прутки и профили - De = 100 мм DIN EN 4573:2020-05 Аэрокосмическая серия – Жаропрочный сплав X12CrNiCoMoW21-20 – Твердоспеченная и дисперсионно-обработанная сталь – Прутки и профили – De 100 мм DIN EN 4571:2020-05 Аэрокосмическая серия – Жаропрочный сплав X12CrNiCoMoW21-20 – Термически обработанный раствор – Прутки и профили – De 100 мм SS-EN 4573:2020 Аerospace серия - термостойкая сплав X12CrNiCoMoW21-20 - после обработки растворением и выпаденияpreciпitation treated - брусы и сечения - De = 100 мм UNI EN 4571:2020 Аэрокосмическая серия - Жаропрочный сплав X12CrNiCoMoW21-20 - Термически обработанный раствор - Прутки и профили - De ≤ 100 мм NS-EN 4574:2020 Аэрокосмическая серия — Жаропрочный сплав X12CrNiCoMoW21-20 — Обработка раствором и осаждением — Поковки — De ≤ 100 мм


© 2025. Все права защищены.