Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. Книга 2
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... 41 42 43 44 45 46 47... 182 183 184
|
|
|
|
хрома. Например, можно указать, что сплавы IN-738, IN-657, IN-939, IN-597, Х-40 и Waspalloy имеют более высокое сопротивление высокотемпературной горячей коррозии, чем IN-100, IN-713, В-1900, MAR-M и WI-52. 12.7. Перспективы создания суперсплавов с повышенной стойкостью к горячей коррозии Для получения суперсплавов с требуемым комплексом механических свойств предпочтение следует отдавать композициям, не обладающим высоким сопротивлением горячей коррозии. Не следует ожидать, что ситуация в будущем изменится, даже если основное внимание будет перенесено на получение монокристаллических суперсплавов. Наиболее перспективным способом повышения сопротивления суперсплавов коррозионному разъеданию является применение покрытий, а также более точное определение возможных механизмов коррозионной деградации, которым должен противостоять материал. Существенно повысить стойкость к горячей коррозии системы суперсплав—покрытие можно за счет выбора такого суперсплава, который обладает наивысшим сопротивлением именно тому виду горячей коррозии, который играет доминирующую роль в данных рабочих условиях. Затем следует выбрать или разработать соответствующее покрытие, повышающее сопротивление системы этому конкретному виду коррозионной деградации. Глава 13. ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ Джон X. Вуд и Эдвард X. Голдман {John H. Wood and Edward H. Goldman. Gas Turbine Division. General Electric Company, Schenectady. New York, and Aircraft Engine Business Group, General Electric Company, Evendaly, Ohio) Высокотемпературное покрытие для суперсплава можно определить как металлический, керамический или комбинированный поверхностный слой, способный предотвратить или замедлить прямое взаимодействие материала подложки с потенциально агрессивной окружающей средой. Повреждение материала при таком взаимодействии может проявляться в виде его окисления или коррозии, а также снижения механических свойств подложки за счет диффузионного насыщения сплава вредными элементами при высоких температурах. Покрытия, применяемые для защиты суперсплавов, нельзя рассматривать как инертные барьеры. Их защитные свойства обеспечиваются, скорее, за счет взаимодействия материала 88 покрытия с кислородом из окружающей среды и образования плотных оксидных пленок окалины, имеющих хорошее сцепление с защищаемой поверхностью, что затрудняет диффузию нежелательных элементов, таких как кислород, азот и сера, в подложку. Из этого следует, что покрытия должны иметь высокое содержание элементов (таких как А1, Сг или 81), склонных к образованию защитных окалин. По существу покрытия являются резервуарами таких элементов; для постоянного формирования новых слоев окалины взамен отколовшейся при термо-циклировании или вследствие механических повреждений необходима непрерывная подпитка поверхностного слоя оксидообразуюшими элементами. Таким образом, по самой природе обеспечивающего защиту механизма, время жизни покрытия определяется его способностью формировать, сохранять и, в случае необходимости, возобновлять защитную пленку окалины нужного состава. Наиболее широко покрытия на суперсплавах применяются на узлах и деталях высокотемпературных секций газовых турбин, таких как камеры сгорания, рабочие и направляющие лопатки. Необходимость в таких покрытиях возникла в 1950-х гг. при производстве авиационных двигателей, когда стало очевидно, что требования к составу материала для улучшения его высокотемпературной прочности и достижения оптимальной степени защиты от воздействия высокотемпературной окружающей среды несовместимы. Повышение рабочей температуры вызывало интенсивное окисление никелевых и кобальтовых суперсплавов, применявшихся для изготовления рабочих и направляющих лопаток турбин. Необходимость решения проблемы окисления суперсплавов привела к разработке алюми-нидных диффузионных покрытий, некоторые из которых применяются до сих пор. Горячая коррозия материала стала первой проблемой, с которой пришлось столкнуться при производстве мощных генераторных турбин и турбин общего назначения, использующих низкосортное топливо, загрязненное серой, натрием и другими примесями, или турбин, работающих в таких условиях, которые допускают попадание в них загрязняющих примесей через воздухозаборники, например в морских условиях или в условиях пустыни. Алюминидные покрытия, разработанные для предотвращения окисления материалов в авиационных двигателях, оказались неэффективными против разъедания при горячей коррозии. Это стимулировало разработку покрытий других типов, предназначенных специально для противостояния горячей коррозии. Позже был обнаружен еще один механизм разъедания, известный ныне как низкотемпературная горячая коррозия. Для его подавления потребовалось разработать покрытия совсем другого состава, чем требовались для противостояния классической горячей коррозии. Для снижения температуры деталей из суперсплавов, работающих в двигателях, где температура окружающей среды превышает температурвый порог работоспособности материала, были разработаны теплозащитные барьерные покрытия (ТЗБП), в которых используются керамические слои. Таким образом, различные покрытия разных классов и технологии их нанесения разрабатывались в соответствие с ужесточением требований, предъявляемых к материалам, при расширении сферы их применения. Факторы, влияющие на выбор покрытия, весьма многочисленны. Очевидно, что главной причиной применения покрытия является необходимость защиты материала подложки от вредного воздействия окружающей среды и этот выбор зависит от конструкции и области применения детали. Следует учитывать все возможные эффекты, свяэанвые с влиянием как самого покрытия, так и процесса его нанесения, На механические или теплофизические свойства суперсплава, включая влияние взаимной диффузии элементов между покрытием и подложкой во время работы при высоких температурах. Технология нанесения покрытия может зависеть и от геометрии обрабатываемой детали, так как некоторые методы, например, позволяют обрабатывать лишь открытые участки детали. И, наконец, на выбор конкретного типа покрытия всегда влияет, а иногда является и определяющим фактором, его стоимость.
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 41 42 43 44 45 46 47... 182 183 184
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
