3. Легирование жаропрочных сталей и
сплавов
Состав жаропрочных сталей и
сплавов должен обеспечивать высокое сопротивление ползучести и
газовой коррозии с учетом условий работы материала в течение заданного
срока службы.
При выборе основы для создания
жаропрочных сплавов в первую очередь учитывают величину сил межатомной
связи, которые принято оценивать по теплотам плавления и сублимации,
температурам плавления, параметрам диффузии и самодиффузии,
характеристическим температурам, модулю упругости и другим параметрам. Чем
больше силы межатомной связи металла, тем большей жаропрочностью должны
обладать сплавы на его основе.
Железо, никель и кобальт имеют
близкие температуры плавления и другие характеристики сил межатомной
связи:
а(6)-железо у-железо Со Ni
Температура плавления,
°С...... 1539 — - 1435
1455
Теплота
плавления,
Дж/(кг-моль) . . . 15,5 — 15,2 17,6 Теплота
сублимации,
ДжУ(кг-моль) ... 417 — 423 424
Энергия
активации
самоднффузнн,
Дж/(кг-моль) ... — 276 266 272 Коэффициент самоднффузнн
D, мг/с,
при температуре °С:
500 ...... 10-22 — 10~м
10-21
700 ...... 10-" — 10-" 10-»
900 ...... — 10-" 10-" 10-и
1100...... — 10-" 10-" 10-М
Рабочая
температура
гра6 сплава, °С . . . 450—650 650—850 800—950
800—1050
?ра6/гпл...... 0,35-0,5 0,5—0,62 0,6—0,7
0,65—0,75
Предел
ползучести
о\у$ , МПа .... - 7,0 11,0 3,5
В принципе жаропрочные сплавы иа
их основе должны иметь примерно одинаковые уровни свойств при высоких
температурах. Однако достигнутый уровень жаропрочных характеристик сплавов
на основе железа, кобальта и никеля заметно различается. Это
объясняется неодинаковой способностью твердых растворов иа основе этих
металлов к упрочнению, природой упрочняющих фаз, структурной
стабильностью, и, наконец, уровнем совершенства технологии
производства этих сплавов.
19а* 295
