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 4 5 6 7 8... 181 182 183 184
|
|
|
|
а~в \а+вп 1 ао Ж 1 1 а а-в \ т ш Рис.11.3. Схема разреза сплава А—В, оба компонента которого образуют устойчивые оксиды, однако ВО более стоек, чем АО: а — сплав с низким содержанием В демонстрирует внутреннее окисление В под наружным слоем АО; б — сплав с высоким содержанием В демонстрирует образование наружного слоя ВО и ВО, но оксид ВО более устойчив (при рассмотрении суперсплавов символом А обычно обозначают N1 или Со, а символом В — Сг, А1, Т1 и другие элементы). При низких концентрациях В будет образовываться поверхностный слой АО, а оксиды ВО, образующиеся путем внутреннего окисления, выделяются во внутренних объемах сплава (рис. 11.3,а). Если концентрация В повышается и превосходит критический уровень перехода к наружному окислению, формируется строение, представленное на рис. 11.3,5. Создание сплошного слоя ВО кладет конец продолжению формирования оксида АО, если последний менее устойчив, чем ВО, хотя до создания совершенного слоя ВО образуется некоторое количество соединения АО (стадия "переходного окисления"). Строение, представленное на рис. 11.3,5, и является целью легирования, направленного на повышение противоокислительной стойкости. Иными словами, легирующий элемент В, оксид которого очень стабилен и медленно растет, вводят в количестве, достаточно большом для формирования поверхностного защитного слоя посредством "избирательного окисления" [6]. Скорость окисления сплава по схеме рис. 11.3,5 фактически будет соответствовать параболическому закону, в котором константа скорости определяется поведением оксида ВО. Однако избирательное окисление приводит к обеднению сплава по элементу В под окалиной (см. концентрационный профиль на рис. 11.3,5). В конечном счете такое обеднение будет проводить к обогащению окалины оксидами элемента А, а скорость окисления возрастет до уровня, присущего образованию оксида АО. Время, которое потребуется для перехода к более высокой скорости окисления будет зависеть от многих факторов; к ним относятся температура, размеры образца, коэффициенты диффузии в сплаве и в окалине, а так-12 же исходная концентрация элемента W в сплаве. Этот переход ускоряется любым процессом, который снижает защитную способность слоя ВО, например испарением летучих оксидов (как испарение СгОэ из Сг2Оэ), которое приводит к утонению защитного слоя или в результате механического эрозионного повреждения какими-либо частицами, либо за счет растрескивания и отслоения под действием приложенных или реактивных напряжений. Последняя из перечисленных причин особенна важна, так как большинство суперсплавов работает в условиях циклического изменения температуры, что сопровождается возникновением напряжения из-за разницы в термическом расширении между оксидным слоем и сплавом. Результаты термоциклирования проиллюстрированы рис. 11.4, где сопоставлены изменения массы сплава при изотермической выдержке и при термоциклировании. Скорость прироста массы сначала примерно одинакова при обоих режимах. Однако в конце концов у материала, подвергающегося термоцик-лированию, она достигает максимума и' далее снижается. Этим снижением она обязана явлению откалывания оксидного слоя, которое фактически возникает из-за более интенсивного "сгорания" сплава. Во многих случаях, подобных представленному на рис. 11.4, интенсивность циклического окисления можно аппроксимировать выражением: Lm/A = кх[Нх/г k2t,(11.8) где fcj — константа скорости роста оксидного слоя, а к2 — константа скорости его откалывания [7]. 11.2. Окисление сплавов системы М—Сг (образующих соединение Сг2Оэ) У очень многих никелевых суперсплавов, а в общем-то и многих суперсплавов на основе Со и на основе Ni, стойкость к окислению обеспечивают посредством образования окалины из Сг2Оэ. Поэтому сейчас мы рассмотрим окисление двойных сплавов с хромом. По особенностям окисления никель—хромовые сплавы можно подразделить на 3 группы [8]. Группа I — разбавленные сплавы (10 % Сг). Картина их окисления подобна представленной на рис. 11.3,а — наружная окалина образована соединением NiO, а внутреннее окисление приводит к образованию выделений Сг2Оэ. В этой 13
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8... 181 182 183 184
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
