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... 94 95 96 97 98 99 100... 182 183 184
|
|
|
|
температуру заливки, цель которого улучшить жидкотекучесть сплава и запол-няемость формы, особенно н ее тонких сечениях. В тех случаях, когда все эти условия в совокупности удается удовлетворить и получить и отливке зерно класса АБТМ-З или мельче, свойства литого изделия приближаются к свойствам изделия из деформируемого сплава (рис. 15.20). В сегодняшней практике значение противоусталостной стойкости, как фактора, определяющего долговечность деталей из суперсплавов, во все большей мере превосходит значение характеристик их длительной прочности. Это положение . относится к изделиям и из деформируемых, и из литейных сплавов. Местом зарождения усталостного разрушения стали главным образом оксидные включения. В конце 1970-х гг. предприняты самые крупные шаги [6] в части производства чистых порошковых суперсплавов, предназначенных для последующего консолидирования в ниде сверхвысоконадежных дискон из деформируемого порошкового материала. Пришли к заключению, что после обычной вакуумно-индукционной ныпланки суперсплава его загразненность можно существенно снизить путем рафинирующего электронно-лучевого переплава на холодном поду, но и процессе производства порошка на поверхности порошинок образуется оксидная пленка, и это приводит к некоторой утрате преимуществ, полученных благодаря предшествующим операциям по очистке сплава. В то же нремя на литейном производстве изделий из суперсплавов стали применять керамические сетчатые фильтры (с плотностью 4—8 ячеек/см), чтобы снизить количество включений, оставшихся в материале после вакуумно-индукционной плавки. Материал, получаемый после электронно-лучевого переплава на холодном поду, по своей чистоте являлется шагом вперед; этот материал относится к числк кандидатных для применения в особо ответственных изделиях, однако его продолжают исследовать, поскольку он дает низкий полезный выход в литейном производстве из-за все еще чрезмерно остаточного содержания неметаллических включений. Итак, желательно иметь материал повышенной чистоты, однако реализовать его преимущества не удастся, пока в распоряжении не будет усовершенствованных тиглей для переплава и изложниц, не усугубляющих проблему "загрязнений". Гарнисажные печи, подобные тем, что многие годы используют при литье титановых сплавов, — привлекательный вариант оборудования, которое может быть использовано при производстве литых конструкций, а при соответствующем видоизменении (использовании электронного пучка), в производстве отливок направленной кристаллизации [7]. Турбинные лопатки направленной кристаллизации, полии монокристаллические, производят в большом количестве для использования на ступенях высокого и низкого давления. Можно ожидать, что этот метод направленной кристаллизации применят и для производства лопаток крупных наземных газовых турбин, а процессы обработки и сами спланы будут усовершенствованы. Сегодня требуется, чтобы кристаллографическое направление 001 монокристаллических литых лопаток было ориентировано под углом ±15 0 к их установочной оси; ограничений по вторичным ориентиронкам нет. Это требование удовлетворяют, применив селектор кристаллов типа "поросячий хвост" [8]. По соображениям жесткости или повышения усталостной долговечности может потребоваться соблюдение определенных вторичных ориентировок лопатки (например, хордовой ориентации); и этом случае при выращивании кристаллов используют метод затравок [9]. При таком подходе можно изготовить из определенных суперсплавов монокристаллическую лопатку с любой главной кристаллографической ориентировкой и соответствующим уровнем длительной прочности (рис. 15.21) [9]. Первым сплавам для монокристаллическнх изделий присуще очень низкое содержание элементов, упрочняющих границы зерен (С, В, АЛ И НО, и высокое содержание хрома, тантала и алюминия [10]. К числу главных недостатков относится собственная дороговизна легирующих, особенно тантала, а также узость "окна" между температурой сольвус у -фазы и точкой начала плавления 1941 400 Г, ч Рис.15.21. Характер ползучести монокристаллов в зависимости от их главной кристаллографической ориентации при 1093 °С и 138 МПа [9] Рис. 15.22. Улучшение характеристик высокотемпературной длительной прочности при введении малых добавок этих сплавов. Последующие разработки учли эти обстоятельства, содержание тантала было понижено на 6 % (по массе), а температурный интервал для термической обработки увеличен с 8 до 47 °С. Дальнейших усовершенствований сплавов для литых монокристаллических изделий можно ожидать от хорошо рассчитанного и проверенного легирования рением [11], чтобы повысить прочность (рис. 15.22), и небольших добавок гафния и иттрия, улучшающих противоокис-лительную стойкость. Поскольку химически два последних элемента очень активны и восстанавливают материалы покрытий (А1, Ъс) на лицевой (контактной) поверхности оболочковых изложниц, требуются более стойкие огнеупоры, чтобы сохранить содержание Ш и У на заданном низком уровне. Все большую поддержку со стороны правительства и промышленности находит автоматизация литья по выплавляемым моделям. Эта деятельность уже привела к улучшению качества и экономических параметров продукции в части производства изложниц и отливок направленной кристаллизации. Близки к реальности полностью автоматизированные вакуумные печи для литья изделий с равноосной структурой, а некоторые функции поддаются программированию на уже действующем оборудовании. Главным тормозом в настоящее время является осуществление точных замеров температуры. Ранее мы уже упоминали, что началом автоматизации литейного производства будет прогресс в автоматизации неразрушающей дефектоскопии. Большой интерес привлекает развитие компьютерного моделирования процессов кристаллизации. Число переменных, оказывающих свое влияние на свойства продукции, весьма значительно; принимая во внимание это обстоятельство и учитывая существующие допуски, было бы слишком рано предсказывать степень успеха, который ожидает такое моделирование, тем более что большинство изделий из суперсплавов отличается весьма сложной формой, а сведения об их физических свойствах пока что отсутствуют. Тем не менее, конструкторам было бы очень полезно иметь возможность для компьютерного проектирования и анализа пробных отливок при сохранении функций по окончательной отладке процесса за существующими технологическими методами.
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 94 95 96 97 98 99 100... 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 |
