Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Жаропрочные никелевые сплавы
Эти материалы применяют в основном для изготовления лопаток турбин реактивных двигателей, которые работают при температурах 700 - 900 ° С и весьма длительных сроков эксплуатации – 10000 – 25000 часов. Жаропрочные никелевые сплавы могут быть разделены на гомогенные (нихромы, инконели), которые служат в основном как жаростойкие материалы, и стареющие (нимоники), имеющие высокую жаропрочность. Жаропрочные сплавына основе никеля подразделяют на деформируемые и литейные.
4.2.7. Жаропрочные деформируемые стареющие никелевые сплавы – нимоники Жаропрочные свойства деформируемых сплавов формируются при термической обработке, характерной для дисперсионно-твердеющих материалов. Особенностью термической обработки (гомогенизирующего нагрева, быстрого охлаждения и старения) жаропрочных сплавов по сравнению с термической обработкой конструкционных сталей является необходимость точной регулировки температуры и контроль однородности температурного поля. Нимоники основного состава представляют собой сплав Ni-Cr-Ti-Al (Cr~20%, Al~1%, Ti~2%. Ni – остальное). Для получения высокой окалиностойкости никель легируют хромом, а для повышения жаростойкости – титаном и алюминием. В этом случае при старении закаленного сплава образуется интерметаллидная g¢-фаза типа Ni3(Ti,Al), когерентно связанная с основным g-твердым раствором, а также карбиды TiC, нитриды TiN и бориды TiB, увеличивающие прочность при высоких температурах. Главной упрочняющей фазой в жаропрочных сплавах на никелевой основе является g¢-фаза - Ni3(Тi,А1). Совместимость периодов решетки матрицы (g-твердого раствора на основе никеля) и g¢-фазы способствует зарождению выделений с низкой поверхностной энергией, которые могут быть стабильными в течение длительного времени. Бориды, нитриды и карбиды в этих сплавах вызывают незначительное дополнительное упрочнение при низких температурах из-за небольшой объемной доли. Однако могут существенно изменить скорость ползучести и срок службы изделий. Дальнейшее увеличение жаропрочности достигается легированием сплавов молибденом и вольфрамом, повышающими температуру рекристаллизации и затрудняющими процесс диффузии в твердом растворе, который необходим для коагуляции избыточных фаз и рекристаллизации. Добавление к сложнолегированным сплавам кобальта еще больше увеличивает жаропрочность и технологическую пластичность сплавов. Для упрочнения границ зерен g-твердого раствора сплав легируют бором и цирконием. Они устраняют вредное влияние примесей, связывая их в тугоплавкие соединения. Примеси серы, сурьмы, свинца и олова понижают жаропрочность сплавов и затрудняют их обработку давлением. В связи с этим для повышения жаропрочности при выплавке жаропрочных сплавов необходимо применять возможно более чистые шихтовые материалы, свободные от вредных легкоплавких примесей. Использовать нимоники следует только в термически обработанном состоянии. Термообработка состоит из закалки с охлаждением на воздухе от температуры нагрева 1050 - 1150°С. При этом образуется твердый раствор g с решеткой г.ц.к. При охлаждении на воздухе происходит частичное перераспределение Ti и Al внутри решетки твердого раствора g. Этот процесс продолжается при старении при 500 - 600°С. При нагреве на 600 - 850°С наблюдается, как уже отмечалось, выделение g¢-фазы с решеткой ГЦК. Размер частиц g¢-фазы около 200 – 400А и зависит от длительности нагрева. Повышение температуры приводит к превращению g¢-фазы в стабильную при данных температурах фазу h-Ni3Ti. Наиболее широко используют никелевый сплав ХН77ТЮР. После закалки от 1080-1120°С сплав имеет структуру, состоящую из пересыщенного g-твердого раствора с ГЦК решеткой, и поэтому обладает небольшой прочностью и высокой пластичностью, допускающей штамповку, гибку и профилирование.. Сплав удовлетворительно сваривается. После закалки и старения при 700 °С сплав получает высокую жаропрочность (табл.4.2.6.1).
Таблица 4.1 Химический состав и механические свойства некоторых жаропрочных никелевых сплавов при температуре 800 ⁰ C Часто используют также сплав ХН65ВМТЮ. Этот сплав получил широкое применение как материал лопаточного аппарата стационарных газовых турбин и крепежных деталей турбин. После двойной закалки от 1220 и 1050°С на воздухе и старения при 850°С сплав имеет высокую жаропрочность. Объясняется это большим количеством основной упрочняющей g¢-фазы, выделяющейся из твердого раствора в процессе старения
Для рабочих лопаток турбин с кратковременным и длительном (до 10000 ч) сроком службы применяют сплав ХН55ВМТФКЮ (ЭИ929), подвергаемый также двойной закалке и старению. Первый нагрев необходим для растворения g¢-фазы и карбидов, т.е. максимального насыщения матрицы легирующими элементами с целью увеличения эффекта последующего старения. При повторном нагреве до 1050 °С происходит частичное выделение очень крупных частиц g¢'-фазы и карбидов, преимущественно по границам зерен. Эти выделения обеспечивают упрочнение границ при ползучести. Низкая скорость выделения g¢-фазы позволяет вести охлаждение от температуры закалки на воздухе. С увеличением степени легированности сплава - повышением содержания в нем титана, алюминия, вольфрама, молибдена - распад твердого раствора с образованием g¢-фазы заметно ускоряется. В результате при одних и тех же скоростях охлаждения твердость сплава увеличивается, возрастает прочность, но уменьшается пластичность. Старение проводят при температуре на 40-50 °С выше, чем температура эксплуатации, чтобы g¢-фаза выделилась в полной мере и достигла некоторого стабильного размера, который бы незначительно изменялся при длительной выдержке в интервале более низких температур. Никелевые сплавы, объемная доля g¢-фазы в которых превышает 50%, уже нельзя подвергать горячей деформации обычными способами; изделия из них получают методом точного литья.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; просмотров: 91; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.74.54 (0.004 с.) |