Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. Книга 1
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 117 118 119 120 121 122 123... 190 191 192
|
|
|
|
места преимущественного зарождения разрушения. Это позволяет измельчить частицы у -фазы и улучшить их распределение посредством гомогенизирующей термической обработки, что приводит к повышению прочности сплавов. Второе обстоятельство — это создание низкомодульной текстуры 001, параллельной направлению кристаллизации. Результатом является значительный рост сопротивления термической усталости, имеющего принципиальное значение для деталей, предназначенных для работы при повышенных температурах. В 1960-х и 70-х гг. появились первые работы [1, 2], показавшие, что можно свести к минимуму напряжения, действующие на слабые границы зерен при повышенных температурах, если выстроить эти границы параллельно оси главного действующего напряжения; тем самым можно затормозить зарождение разрушения и увеличить долговечность сплавов в условиях ползучести. Обычно процесс направленной кристаллизации используют для того, чтобы сориентировать границы зерен параллельно направлению кристаллизации. В результате формируется микроструктура, состоящая из столбчатых зерен, и все они параллельны направлению кристаллизации (как в стойке для тростей). У каждого из этих зерен низкомодульное направление 001 ориентировано параллельно оси зерна, но в пределах зоны 001 кристаллографические направления могут меняться как угодно. Путем небольшого изменения процесс направленной кристаллизации приспособлен для получения монокристаллических изделий, вообще не содержащих границы зерен [3—5]. При таком состоянии суперсплавов их низкомодульная кристаллографическая ориентировка 001 также параллельна направлению кристаллизации, а вторичная ориентация в плоскости, перпендикулярной направлению кристаллизации, носит случайный характер. Если пользоваться затравками, возможны другие главные и вторичные ориентировки. Три вида кристаллизации — при обычном литье, при получении структуры столбчатых зерен и выращивании монокристалла — представлены на рис. 7.1 тремя турбинными лопатками, которые были подвергнуты макротравлению. Изделия, полученные методом направленной кристаллизации со столбчатой структурой, или монокристаллические, обладают превосходным сопротивлением ползучести (из-за выстраивания межзеренных границ вдоль оси главного напряжения илн устранения межзеренных границ, перпендикулярных ей) и повышенным сопротивлением термической усталости (из-за формирования низкомодульной текстуры 001). Преимущество направленно закристаллизованного материала перед обычным литьем обусловлено этими двумя особенностями структуры, возникающими именно благодаря процессу направленной кристаллизации. Получить из суперсплавов изделие со структурой в виде столбчатых зерен, выстроенных в заданном направлении, или со структурой монокристалла можно и с помощью твердофазного процесса [6]. Нашли, однако, что жидко-твердым процессом фазового превращения, характеризуемым более высокой энергией, управлять легче, чем процессом твердофазным. К тому же, при твердофазном процессе образующаяся текстура зависит от химического состава, тогда как при направленной кристаллизации желаемую низкомодульную текстуру, повышающую сопротивление термической усталости, можно получить вне зависимости от химического состава сплава. Поэтому промышленное применение получил только процесс направленной кристаллизации, н на нем будет сосредоточено все внимание в последующих разделах данной главы. Главные механизмы упрочнения, действие которых зависит от реакции дислокаций с упрочняющей у -фазой и у-матрицей, примерно одинаковы у всех суперсплавов, независимо от вида кристаллизации; они были рассмотрены в гл. 3. Настоящую главу мы посвятим тем характеристикам изделий из суперсплавов направленной кристаллизации, которые отличают их от изделий, полученных обычным литьем. Рис.7.1. Вид лопасти у литых турбинных лопаток, изготовленных по обычной технологии и методом направленной кристаллизации, с указанием результирующей микроструктуры: а — обычное литье; б — направленная кристаллизация; / — равноосные зерна; // — столбчатые зерна; /// — монокристалл 7.1. Процесс направленной кристаллизации Изделия со столбчатой направленной структурой и монокристаллические изделия получают, в сущности, с помощью одного и того же процесса [7]. Устранение границ зерен или выстраивание их в направлении, параллельном оси отливки или лопасти лопатки, может быть лучше всего выполнено, если воспользоваться высокоэнергетическим процессом жидко-твердого перехода суперсплавов, т.е. кристаллизацией. Обеспечив затвердевание суперсплава при управляемом перепаде температур, получают удлиненные зерна и, следовательно, межзеренные границы, вытянутые в направлении этого перепада. Направленную кристаллизацию суперсплава осуществляют в вакууме (рис. 7.2), наливая жидкий сплав в оболочковую керамическую изложницу, предварительно подогретую до температуры выше температуры ликвидус (см. также обсуждение методов литья по выплавляемым моделям в гл.15). Со стороны дна изложница открыта и посажена на медную плиту-холодильник. Жидкий суперсплав затвердевает после контакта с медным холодильником и образует тонкий слой равноосных зерен. Последующий рост зерен стимулируется в направлении температурного перепада, практически параллельном 241
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 117 118 119 120 121 122 123... 190 191 192
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
