Существующие жаропрочные стали и
сплавы представляют собой многокомпонентные твердые растворы на
основе железа, никеля или кобальта, которые упрочняются
дисперсными выделениями избыточных фаз — карбидов, кар-бонитридов,
боридов, интерметаллидов.
Механизмы упрочнения твердых
растворов при легировании, которые были рассмотрены для комнатной
температуры (см. гл. IV), в основном справедливы и при умеренных
повышенных температурах (до 0,5 7Пл) эксплуатации (испытания). Однако
при более высоких температурах интенсифицируются процессы диффузии,
приводящие к разупрочнению и рекристаллизации сплавов. Поэтому
легирование сталей и сплавов для придания им жаропрочных свойств
необходимо проводить элементами, которые повышают силы межатомных
связей в твердом растворе и в упрочняющих фазах, температуры
рекристаллизации уменьшают диффузионную подвижность атомов
растворителя н образуют дисперсные упрочняющие фазы.
Деформация при ползучести
осуществляется как сдвиговым механизмом, т.е. путем движения
дислокаций, так и диффузионным в основном посредством диффузии
вакансий. С повышением температуры влияние препятствий на движение
дислокаций уменьшается, снимается упрочнение, созданное предварительной
деформацией или термической обработкой, плотность дислокаций снижается
вследствие их рекомбинации при переползании и поглощения мигрирующими
границами зерен. Большое значение имеет при высоких температурах
зернограничная ползучесть.
Чем выше работая температура,
тем сильнее проявляются диффузионные процессы в деформации
ползучести. При малых значениях скоростей ползучести, которые
допускаются в реальных условиях, контролирующим процессом является
диффузия вакансий к границам зерен, образование и рост пор иа
границах. Следовательно, важную роль играет концентрация и подвижность
вакансий. Легирующие элементы, упрочняющие твердый раствор,
повышающие силы связи в решетке, затрудняют диффузионные
перемещения, уменьшают концентрацию и подвижность вакансий и,
таким образом, повышают жаропрочность.
Железо, кобальт и никель при
взаимном образовании твердых растворов незначительно изменяют температуру
солидуса сплавов и их высокотемпературную жаропрочность, тогда как
марганец резко снижает температуру со; лидуса и жаропрочность.
Влияние легирования на темпера туру плавления и жаропрочность сплавов В.
К. Григорови
