Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. Книга 2
| Листать книгу |
|---|
| Листать |
| Страницы:
1 ... 22 ... 66 ... 110 ... 154 ... 184 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 Расходуемый электрод обычно представляет собой катушку проволоки, проволока подается в зону сварочной горелки и образует присадочный металл для создания сварного шва ... В этом случае необходимое тепло получают кратковременным пропусканием электрического тока высокой плотности и низкого напряжения через контактную поверхность, по которой должна произойти сварка ... Однако для сплавов, упрочняемых дисперсионным твердением, провели предварительную работу, в которой удерживали максимальную температуру ниже температуры плавления, чтобы предотвратить срастание упрочняющих выделений ... Сварку этим методом обычно ведут в вакуумированной камере, где вместе с заготовкой расположены устройства, генерирующие и фокусирующие электронный пучоКСварка в камере связана с рядом ограничений, но обеспечивает совершенно инертную среду, так что металл можно сваривать, не загрязняя ... Компактная область наплавленного металла, в пределах которой благодаря перемешиванию химический состав изменен за счет разбавления оплавленным материалом от окружающего основного металла ... Кратковременный термический цикл Металлургические исследования суперсплавов в большинстве случаев проводили в условиях медленно текущего термического цикла, т ... Если в равновесном состоянии коэффициент распределения меньше единицы, то содержание растворенного элемента в твердой фазе, возникшей при застывании, окажется ниже, чем в расплаве, а это ведет к обогащению расплава растворенным элементом ... Следовательно, если благодаря быстрому нагреву сохраняется двухфазная структура и преобладает локальное равновесие, на поверхности раздела между двумя твердыми фазами должна существовать жидкая фаза ... При этом, если макет изготовлен из материала той же плавки, что и основная продукция, его можно использовать для разработки параметров сварки, а также для оценки склонности к растрескиванию ... Испытание макетов — это наиболее результативный и содержательный способ прогнозировать поведение реальных деталей, однако такие испытания все же довольно дороги ... Испытание на растрескивание методом стесненного шва В распоряжений имеется очень много разнообразных способов испытания на растрескивание с применением метода стесненного шва, они были обобщены в литературе ... При таком способе испытаний можно определить усиленную деформацию, необходимую для порождения трещины, а также склонность к распространению трещины при увеличении деформации ... Бессварочный метод С точки зрения производственника проводить прогнозные испытания на склонность к сварочным трещинам или на свариваемость без создания сварного шва может показаться шагом претенциозным ... Он состоит в том, что испытуемые образцы нагревают в режиме, воспроизводящем сварочные термоциклы, и подвергают испытанию на растяжение в различные моменты термоцикла ... Испытания на горячую пластичность Существует множество экспериментальных средств, чтобы исследовать металлургические изменения, совершающиеся в процессе сварки ... В этом случае сплав с медленным возвратом предела прочности классифицируют как склонный к растрескиванию, тогда как сплав с высокой скоростью возврата — как трещиностойкий ... Когда идет охлаждение от максимальной температуры, близкой к температуре плавления, то в некотором интервале температур пластичность остается нулевой, и лишь затем начинает восстанавливаться ... С еще большим приближением к поверхности сваривания и соответственно при достижении более высоких максимальных температур температурный интервал нулевой пластичности становится шире, а при суммировании в рамках трехмерной диаграммы образует плато нулевой пластичности, показанное на рисунке ... В основном структура у сплава в горячедеформированном состоянии характеризуется меньшим температурным интервалом нулевой пластичности, чем у образцов того же сплава, содержащих сварной шов ... Критерий растрескивания Выполнен обзорный анализ некоторых критериев, используемых при трактовке кривых горячей пластичности, и того влияния, которое оказывают параметры испытания и структура ... Он свидетельствует о необходимости тщательного и точного следования процедуре и методике испытаний, коль скоро мы стремимся получить значимые результаты ... Однако эти явления концентрации деформаций возможны только в макрообластях, например, в уменьшенном поперечном сечении стержня, и не разовьются до существенного уровня в пределах микрообластей ... Следовательно, применительно к зоне термического влияния сварного шва ожидать существенной концентрации деформаций не приходится, и полная величина деформации будет несколько ниже ... Этот схематический метод сопоставления линии предела текучести с плато нулевой пластичности полезен для понимания нескольких основополагающих закономерностей ... Самостоятельные факторы, которые в совокупности определяют обычный характер температурной зависимости пластичности при охлаждении от пиковой температуры ... Цель заключалась в том, чтобы определить количественно влияние восьми малых примесей на склонность к растрескиванию в зоне термического влияния сварного шва ... Чтобы это явление предотвратить, перед старением со сварных соединений снимают остаточные напряжения посредством повторного нагрева до температуры гомогенизации ... Сплавы или отдельные плавки сплавов, которые при повторном нагреве до температуры отжига более, чем другие сплавы или плавки, склонны к растрескиванию, назвали ... Испытания сварных швов Чтобы воспроизвести натурные условия, пользуясь малыми количествами материалов, проводили лабораторные испытания методом напряженного шва ... При испытании напряженных сварных соединений было обнаружено, что в случае разрушения сварного шва растрескивание, присущее условиям деформационного старения, не возникает ... Степень деформации При внимательном рассмотрении явления растрескивания в условиях деформационного старения становится ясно, что непосредственной причиной образования трещины не обязательно является напряжение, остаточное или внешнее ... Чтобы вычислить максимальную степень деформации, порождаемой остаточным сварочным напряжением, можно допустить, что это напряжение эквивалентно пределу текучести, а деталь жестко закреплена ... Эти данные послужили основой для вывода, что в пределах зоны термического влияния склонность к растрескиванию в условиях деформационного старения проявляется только в участках, подвергаемых термическому воздействию при температурах ... Следовательно, в нормальном твердорастворном состоянии этот материал не проявит растрескивания, вызываемого деформационным старением, ибо объемное сжатие в результате старения порождает деформацию около ... Методы соединения деталей начали появляться значительно позднее и не воспринимались в качестве важного события этой эпохи до тех пор, пока множество проблем с растрескиванием сварных соединений ... Материалы, которые при приемлемой прочности и коррозионной стойкости способны за счет более высокой температуры плавления работать при более высоких температурах, порядка ... Известно, что температура плавления интерметаллидов выше, чем алюминидов, однако данные, которые позволили бы оценить высокотемпературную работоспособность и тех, и других практически отсутствуют, а те,что имеются, носят предположительный характер ... Характеристики альтернативных материалов Системы Пластичность Высокотем Объем Сопротивление при темпера пературная базы окислению коррозии туре окружа прочность данных ющей среды ... Интерметаллические соединения Уже многие годы благоприятное влияние дальнего порядка на прочность, особенно при повышенных температурах, привлекает внимание исследователей в связи с возможностью применения интерметаллических соединений в качестве материалов для газовых турбин ... Имеется большое количество и других интерметаллидов с более высокими температурами плавления, однако данных об их механических или физических свойствах либо нет, либо они недостаточны ... В то же время недостаточное сопротивление высокотемпературной ползучести вызывает беспокойство и, кроме того, один бор не способен обеспечить достаточную пластичность в окислительных средах при повышенных температурах ... Упорядоченные сплавы с дальним порядком обычно имеют более высокую скорость деформационного упрочнения по сравнению с разупорядоченными или частично упорядоченными сплавами того же состава ... Высокая скорость деформационного упрочнения, связанная с наличием дальнего порядка, позволяет путем холодной деформации или термомеханической обработки получать очень высокую прочность таких материалов, что на примере сплавов ... Износостойкость сплавов в результате быстрого деформационного упрочнения также должна улучшиться, что открывает возможности для замены кобальтовых сплавов, работающих в условиях трения и износа, на упорядоченные сплавы с дальним порядком ... Разрушение Поликристаллические интерметаллические соединения при испытаниях на растяжение обычно проявляют себя как хрупкие материалы, хотя монокристаллы или поликристаллы при испытаниях на сжатие и обнаруживают значительную пластичность ... Менее резкий характер минимума пластичности при испытаниях в вакууме и в сплавах, содержащих хром, указывает на то, что определяющую роль в эффекте динамического охрупчива ... Усовершенствованные сплавы на основе твердого раствора с добавками гафния и железа имеют очень высокую прочность по сравнению с исходными промышленными сплавами ... В то же время высокая пластичность при низких температурах еще не гарантирует возможность успешного изготовления материала при повышенных температурах ... Для приготовления интерметаллических соединений с повышенной пластичностью применяются также технологические процессы порошковой металлургии с высокими скоростями затвердевания ... Все эти результаты, полученные уже на начальной стадии разработки сплавов обоих классов, указывают на перспективность этих сплавов и желательность дальнейшего интенсивного исследования этих систем ... Стойкость к окислению Прекрасное сопротивление алюминидов на основе никеля, кобальта и железа против окисления явилось причиной их широкого применения в качестве покрытий деталей и узлов газовых турбин ... Интерес к алюминидам и другим упорядоченным сплавам как к конструкционным материалам стимулировал исследования их поведения в окислительных и коррозионных условиях ... Композиционные материалы Эвтектические композиты Начиная с конца шестидесятых годов, значительные усилия были направлены на разработку эвтектических композиционных материалов ... Кроме того, уже существующие монокристаллические суперсплавы обладают настолько высокими характеристиками, что вполне способны конкурировать с эвтектиками, а рабочие лопатки турбин из монокристаллических суперсплавов уже внедрены в производство ... Необходимым условием роста направленной структуры является поддержание отношения температурного градиента между жидкой и твердой фазами й к скорости затвердевания Ы на строго определенном критическом уровне ... Для сохранения плоской границы раздела между твердой и жидкой фазами, что совершенно необходимо для формирования направленной структуры, важными условиями также являются наличие инертной атмосферы и высокая чистота исходных материалов ... Среди преимуществ такого метода получения композиционных материалов следует отметить его простоту и возможность управления прочностью материала за счет изменения его микроструктуры путем либо изменения Я, либо последующей термообработки затвердевшего материала, в результате которой в его матрице появляются частицы упрочняющих выделений ... Механические свойства эвтектик с преимущественно ориентированной структурой при любом их составе в направлении, перпендикулярном оси выстраивания структуры, недостаточно высоки и в большинстве случаев еще более ухудшаются с ростом температуры ... Энергия активации ползучести эвтектик, как правило, выше, чем в обычных сплавах, что, вероятно, связано с более слабой диффузией в упорядоченных интерметаллических соединениях или карбидах тугоплавких металлов, которые чаще всего и служат армирующими эвтектику фазами ... Для снижения деформации ползучести изделий из эвтектических композиционных материалов помимо увеличения скорости затвердевания заготовок применяют операции последующей термообработки ... Свойства эвтектических сплавов вдоль оси, перпендикулярной направлению преимущественной ориентации структуры, такие как прочность на сдвиг, поперечная прочность и пластичность, могут стать главным фактором, ограничивающим сферу применения таких композитов ... Сдвиговые механические характеристики играют важную роль при выборе конструкции хвостовика турбинных лопаток, тогда как прочность на поперечное растяжение и длительная прочность материала могут влиять на термоусталостную долговечность самих лопастей турбинных лопаток ... Суперсплавы, армированные проволоками Значительные усилия были потрачены на разработку суперсплавов, армированных керамическими или металлическими нитями ... Температура их плавления выше, чем у железа, никеля, кобальта и их сплавов, а при температурах ниже точки плавления они не претерпевают никаких фазовых превращений ... Тем не менее при разработке термостойких сплавов повышенной прочности, пригодных для работы в воздушной среде, пришлось столкнуться с целым рядом ярко выраженных пороков ... Основная область применения — элементы конструкций высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов и термоядерных реакторов в космических аппаратах с ядерными источниками энергии, в электрических термопарных и других устройствах ... Основанием для такой популярности служит высокая температура плавления, высокаяпрочность и жесткость, хорошая теплопроводность и коррозионная стойкость в неокислительных средах ... Характерный представитель молибденовых сплавов сплав ТгМ, Он потребовался для изготовления литейных стержней и вставок при литье под давлением стали, алюминия, цинка и меди ... Чтобы избежать растрескивания, свойственного отливкам после вакуумной дуговой выплавки, прибегают к консолидированию изделий в рамках технологических Рис ... Ухудшение свойств молибденовых сплавов может быть результатом загрязнения кислородом в процессе изготовления и рекристаллизационной обработки, а также присутствия строчечных включений карбидов по границам зерен, параллельным направлению вытяжки ... Таким образом, к методам пластификации молибденовых сплавов, относятся легирование рением, устранение поверхностных загрязнений, регулировка содержания примесей и удаление карбидов с границ зерен ... В некоторых областях промышленного применения при низких или умеренных температурах молибденовые сплавы превосходят суперсплавы по своим теплофизическим свойствам ... Этот металл, самый тугоплавкий и один из самых тяжелых в периодической системе, тоже проявляет чрезвычайную хрупкость при низких температурах, если только не подвергнут тщательнейшей обработке ... элементов Образование твердой оксиднойСклонность к охрупчиванию пленкиэлементами внедрения Однако важно иметь в виду, что быстро образовавшаяся сплошная оксидная пленка ... На сегодняшний день упрочняющее легирование ниобия осуществляется простым упрочнением твердого раствора тугоплавкими элементами с высокими модулями упругости и дисперсного упрочнения карбидами типа МеС ... Элементы с высокой реакционной способностью, цирконий и гафний, взаимодействуя с углеродом и азотом, образуют очень мелкие выделения, еще более повышающие сопротивление Ползучести ... Поэтому легирование твердого раствора направлено на создание поверхностного защитного слоя и такого химического состава основного сплава, который обеспечивал бы постоянную подпитку покрытия необходимыми химическими элементами и, таким образом, сохранность защитного слоя ... Сплавы на основе тантала также технологичны и перспективны как высокопрочные материалы, однако их разработка сдерживается высокими стоимостью и плотностью, а также дефицитностью ... Широкое распространение тантал получил в качестве материала для конденсаторов, а в силу высокой коррозионной стойкости в кислотах и других химических реагентах его применяют в соответствующих областях промышленного производства ... В зависимости от того, о каком из свойств этих металлов идет речь, они сохраняют свою конкурентоспособность на рынке металлов для изделий, используемых в электротехнике, химии и механических конструкциях, не подвергаемых окислению, в том числе при высокой температуре ... Новые исследования и новые разработки могут привести к тому, что именно ниобий откроет путь к расширению температурных пределов использования суперсплавов ... Рассматривается возможность изготовления из них стационарных устройств вроде теплообменников, рекуператоров и уплотнений для систем выхлопа, печей и нагревателей ... Тем не менее карбонитридные керамические материалы вследствие механических характеристик более предпочтительны, чем материалы оксидного типа, хотя последние обладают очень высокой стойкостью в окислительных средах ... Они приведены просто как пример, ибо с изменением технологии изготовления материала свойства могут сильно меняться, различаясь даже у материалов промышленной поставки ... Процессы производства и обработки Особенности производства керамических материалов сильнее отражаются на окончательных свойствах продукции, чем особенности процессов производства металлических материалов ... Рассматривается возможность изготовления из них стационарных устройств вроде теплообменников, рекуператоров и уплотнений для систем выхлопа, печей и нагревателей ... Таким образом, свойства определяются химическим составом и объемной долей силиката, оставшегося на границах зерен, а пригодность материала будет ограничена температурой, при которой материал по границам зерен теряет свою прочность ... Пропитка тканых покрывал и матов из углеродных волокон, а также предварительно сформованных из этих волокон объемных тел жидким кремнием вызывает превращение углерода в ... Механические свойства Исключительно высокая хрупкость керамических материалов вызывает необходимость проведения большинства испытаний методом трехили четырехточечного изгиба ... Показатель степенной зависимости скорости ползучести от напряжения для керамических материалов, как правило, гораздо ниже, чем для металлов, и по результатам испытаний на ползучесть при растяжении и при сжатии образцов ... Низкое значение этого параметра указывает на то, что деформация ползучести обусловлена преимущественно зернограничным проскальзыванием, сопровождаемым образованием либо пор, либо микротрещин и не связанным с дислокационным движением ... В то же время были отмечены значительные различия в поведении в зависимости от условий обработки поверхности, плотности, изменения степени открытой пористости и состава ... Пропитка тканых покрывал и матов из углеродных волокон, а также предварительно сформованных из этих волокон объемных тел жидким кремнием вызывает превращение углерода в ... С точки зрения совокупной поверхностной стабильности в условиях длительной высокотемпературной эксплуатации предпочтение следует отдать более стабильному по сравнению с ... УУК в настоящее время применяются для изготовления деталей соплового аппарата ракет одноразового применения и элементов конструкции крылатых ракет, а также тормозных колодок авиационных газовых турбин ... Заключение В этой главе были кратко рассмотрены наиболее перспективные и конкурентоспособные материалы и системы материалов, способные уже в ближайшем будущем заменить суперсплавы в традиционных областях их применения или существенно расширить предельно допустимые параметры рабочей среды ... Более того, появление, простых или композиционных высокопрочных и термостойких керамических конструкционных материалов позволило бы существенно повысить рабочую температуру устройств и агрегатов ... Однако для реализации считавшихся ранее недопустимыми режимов работы необходимо за счет нетрадиционных решений конструкции механических узлов и разработки новых технологических процессов получения материалов нейтрализовать природную хрупкость керамик ... Таким образом, в заключение можно сказать, что после значительных усилий по разработке новых материалов суперсплавы начинают испытывать некоторую, еще ограниченную конкуренцию со стороны пока еще немногочисленных ... Дальнейшее повышение эффективности газовых турбин и улучшение их рабочих параметров неминуемо заставит интенсифицировать работы по преодолению явных недостатков альтернативных материалов, отмеченных выше ... Несмотря на все достигнутые успехи, материаловеды должны непрерывно решать сложную задачу модернизации и создания новых материалов и технологий в ответ на ужесточение требований к материалам современных и будущих двигателей ... Однако суперсплавы крайне необходимы и для турбин других типов, таких как турбины общего назначения для электростанций и механического привода, топливные турбонасосы для жидкостных ракетных двигателей, например, главных тяговых двигателей космических кораблей многоразового использования, стар ... Для надежной работы в неблагоприятных условиях, часто в агрессивных средах, как, например, на морских нефтяных платформах, требуются специальные турбины с ресурсом более ... Так как многие из этих требований несовместимы между собой, то для удовлетворения всех специфических требований детали для турбин разных классов необходимо изготавливать из разных суперсплавов с применением различных покрытий и технологических приемов ... Сплавы, располагающиеся на верхней кривой, имеют более высокую жаропрочность, но, как правило, плохое сопротивление горячей коррозии, тогда как менее прочные сплавы нижнего семейства обладают достаточно высокой стойкостью в условиях горячей коррозии ... Появление этих двух семейств в результате все более значительного легирования сплавов заставляет делать выбор между высокой прочностью и металлургической стабильностью в сплавах с низким содержанием хрома ... Так как многие из этих требований несовместимы между собой, то для удовлетворения всех специфических требований детали для турбин разных классов необходимо изготавливать из разных суперсплавов с применением различных покрытий и технологических приемов ... Сплавы, располагающиеся на верхней кривой, имеют более высокую жаропрочность, но, как правило, плохое сопротивление горячей коррозии, тогда как менее прочные сплавы нижнего семейства обладают достаточно высокой стойкостью в условиях горячей коррозии ... Они и были приняты большинством производителей в качестве материалов для рабочих и направляющих лопаток турбин высокоэффективных авиационных двигателей последних моделей ... Изготовленные из него монокристаллические отливки не отличаются лучшей по сравнению с отливками, полученными направленным затвердеванием, жаропрочностью, хотя отмечаются меньшим разбросом значений этого параметра ... Все эти монокристаллические сплавы первого поколения обладают практически одинаковым пределом ползучести и прочности после соответствующей термообработки, хотя другие их важные свойства меняются ... Следующим важным этапом в работах по созданию монокристаллических сплавов явилась разработка сплавов с рением, улучшающим их жаростойкость, и небольшими добавками иттрия и ... Иттрий и редкоземельные элементы в соответствующих пропорциях стабилизируют оксидные пленки оксида алюминия и оксида хрома на поверхности сплава, что придает ему заметную стойкость к окислению и позволяет обходиться без применения защитных покрытий на поверхности лопастей турбинных лопаток ... Это необходимо для предотвращения попадания в сплав активных элементов из восстанавливающихся оксидов из керамических тиглей и стержней в процессе приготовления и разливки сплава ... Исключительно высокая прочность этих сплавов на растяжение придает им желательную максимально высокую малоцикловую усталостную прочность, но достигается это ценой повышения скорости роста трещин при высокоцикловом нагружении ... Большие усилия были приложены для сведения к минимуму размеров внутренних дефектов в этих сплавах и для разработки сверхчувствительных неразрушающих методов контроля и оборудования для обнаружения небольших дефектов и трещин в объеме и на поверхности дисков в критически напряженных областях ... Вероятность создания еще более прочных сплавов для турбинных дисков мала, так как весь прошлый опыт указывает на более высокую чувствительность к дефектам более прочных сплавов по сравнению со сплавами, используемыми в настоящее время ... Еще одним конкурирующим классом материалов для высококачественных турбинных дисков является семейство сплавов на основе интерметаллидного соединения ... Сплавы этого типа по сравнению с никелевыми суперсплавами имеют значительно более низкую плотность и сохраняют достаточно высокий предел ползучести до ... Сверхчистые металлы В перспективе основной упор в области сплавов для турбинных дисков будет сделан на получение очень чистых материалов и их применение для изготовления деталей с очень однородной микроструктурой, что позволит повысить временное сопротивление и малоцикловую усталость материала, а также его сопротивление росту трещин до максимально возможного значения ... Проявилась тенденция, которая в будущем станет еще сильнее, к использованию все более узко специализированных технологических процессов очистки для получения как можно более чистых исходных материалов для последующего изготовления из них порошка ... Легирующие микроэлементы и следы примесей Появление современных методов выплавки монокристаллов стало возможным в результате разработки эффективных способов удаления бора, углерода и циркония из состава сплавов ... Дальнейшие этапы разработки монокристаллических сплавов будут включать в себя создание сплавов с рением, обладающих повышенным сопротивлением ползучести ... Этот стандарт определяет допустимые уровни содержания примесей двадцати элементов, способных приводить к деградации механических свойств никелевых сплавов ... В будущем он, возможно в модифицированном виде, будет применяться и к сплавам для производства монокристаллических лопастей турбин, хотя влияние следов примесей разных элементов на механические свойства таких сплавов еще только определяется ... Исследования, проведенные в ходе выполнения этой программы, ясно показали, что многие литейные и деформируемые никелевые суперсплавы содержат гораздо больше кобальта, чем это необходимо для их изготовления и обеспечения наилучших механических свойств ... Оптимальный состав сплавов с пониженным содержанием кобальта еще не отработан, так как кобальт не относится к числу самых редких критически важных элементов, запасы которых ограничены ... Некоторые старые кобальтовые сплавы до сих пор используются для изготовления литых направляющих турбинных лопаток, для которых свариваемость этих сплавов является весьма ценным качеством с точки зрения возможности их восстановления и ремонта, а такие сплавы, как ... Дисперсноупрочняемые оксидами сплавы Экономический спад никелевой промышленности, который стимулировал работы по созданию дисперсноупрочняемых оксидами ... Его использование со временем, очевидно, возрастет и следует ожидать расцвета работ по разработке ДУО сплавов для рабочих лопаток и дисков для турбин, в первую очередь из ... Покрытия и разработка сплавов Для покрытий Все более высокая температура рабочих и направляющих лопаток, изготовленных из сплавов с пониженным содержанием хрома, делает все более настоятельной необходимость улучшения качества покрытий для получения приемлемой долговечности лопастей турбин, работающих в окислительной среде и в условиях горячей коррозии ... Оверлейные покрытия наносятся методами плазменного напыления металлических порошков или физического осаждения из паровой фазы при испарении электронным пучком ... Разработка технологических процессов Повышение надежности деталей из суперсплавов может быть достигнуто с помощью технологических процессов, приводящих к формированию особой микроструктуры материала ... Все более широкое распространение будут находить порошковые сплавы для изготовления турбинных дисков и некоторых других деталей методом вакуумного плазменного осаждения порошков суперсплавов ... Еще одним важным технологическим приемом изготовления сложных узлов, состоящих из двух или более частей, изготовленных из разных материалов, будет диффузионное соединение этих частей для получения конечной монолитной детали ... Это может достигаться соответствующим выбором режимов горячей штамповки литых заготовок менее прочных сплавов и консолидации порошков более прочных сплавов ... Максимальная изотропность свойств и однородность зернистой структуры материала являются необходимыми условиями для повышения долговечности дисков при малоцикловой усталости вследствие снижения до минимума скорости роста трещин в сильнонапряженных дисках ... Мелкозернистые отливки составят сильную конкуренцию предварительно легированным порошкам в качестве заготовок для производства дисков из более прочных сплавов методом горячей штамповки ... Метод горячего изостатического прессования порошков будет находить все более широкое применение для изготовления дисков и других вращающихся деталей, в которых при работе возникают не слишком высокие механические напряжения вследствие того, что этот метод дешевле горячей штамповки ... Размер дисков, изготавливаемых методом ГИП, ограничивается только размерами рабочей зоны прессовых камер и в настоящее время их максимальный диаметр составляет около ... Еще один перспективный процесс, применение которого также будет расширяться, — это получение мелкозернистых отливок для производства цельнолитых роторов для небольших газовых турбин ... Основное преимущество мелкозернистых отливок заключается в пятикратном по сравнению с крупнозернистыми отливками, остывающими в статических условиях, возрастании долговечности при малоцикловой усталости ... Такой способ первоначально применялся лишь для изготовления роторов небольших газовых турбин, однако изучалась и возможность его использования для изготовления очень больших турбинных лопаток, в которых лопасти сделаны из одного сплава, а комель лопатки и крепеж ... Внизу — место соединения литого обруча, несущего турбинные лопатки, с мелкозернистой порошковой ступицей самого разного назначения наилучшие перспективы имеют сплавы на основе Т ... Возможности применения УУКМ с покрытиями полностью определяются современным уровнем развития технологии нанесения покрытий, так же как и в обсужденном выше случае тугоплавких металлов ... Слабым местом этих сплавов было и до сих пор остается недостаточно высокое сопротивление окислению, что, в свою очередь, стимулировало разработку систем защитных покрытий для этих сплавов ... Весьма вероятно, что ниобиевые сплавы с покрытиями в будущем найдут применение в тех особых случаях, когда локальная температура детали превышает температуру плавления суперсплавов, а ее воздушное охлаждение невозможно ... Молибденовые сплавы также применяются и в других областях в качестве материалов для высоких температур, например в стекольном производстве и в качестве нагревательных элементов для вакуумных печей ... Керамические материалы За последнее десятилетие европейские, американские и японские компании добились большого прогресса в разработке, производстве и испытаниях узлов газовых турбин, изготовленных из конструкционных керамических материалов ... В процессе реализации программ по созданию демонстрационных двигателей выявилось множество недостатков современных методов изготовления керамических материалов, ... Наиболеесерьезныйнедостаток керамики — совершенно хрупкий характер разрушения — еще не преодолен, однако уже достигнуты значительные успехи в методологии конструирования деталей из этих материалов и улучшена воспроизводимость их свойств ... Технология изготовления керамических материалов уже достигла уровня, обеспечивающего возможность их применения в малоресурсных двигателях реактивных снарядов, а также в небольших автомобильных двигателях ... Хотя конкурирующие материалы и смогут потеснить суперсплавы в некоторых случаях, все же упрочняемые выделениями у фазы никелевые суперсплавы и в будущем останутся основным материалом для промышленных газовых турбин вследствие неоднократно доказанной возможности изготовления из них деталей любого размера методами литья, штамповки и порошковой металлургии ... Несмотря на постоянную конкуренцию со стороны некоторых металлических и неметаллических систем, суперсплавы и в будущем останутся основным материалом для газотурбинных двигателей ... Хотя конкурирующие материалы и смогут потеснить суперсплавы в некоторых случаях, все же упрочняемые выделениями у фазы никелевые суперсплавы и в будущем останутся основным материалом для промышленных газовых турбин вследствие неоднократно доказанной возможности изготовления из них деталей любого размера методами литья, штамповки и порошковой металлургии ... |
Двойные и тройные карбидные и нитридные системы переходных металлов: Справ, изд.
Новые процессы получения металла (металлургия железа)
Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. Книга 1
Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. Книга 2
Сплавы с эффектом памяти формы
Справочник молодого термиста
Сварка, пайка, склейка и резка металлов и пластмасс. 3-е изд.: Справ. изд.
