Резко возросло применение этих
сплавов и при изготовлении стационарных газовых турбин, так как
повышение рабочих температур позволяет значительно улучшить их
технико-экономические показатели.
В наиболее тяжелых условиях
находятся лопатки турбин, которые работают при температурах
850—1050°С. Они подвергаются значительным растягивающим напряжениям
вследствие центробежных нагрузок, эти напряжения вызывают ползучесть
деталей. Скоростной газовый поток высокой агрессивности и режим
работы предопределяют возникновение переменных механических и
термических нагрузок, вызывающих высокотемпературную и термическую
усталость, активное развитие процессов газовой коррозии и эрозии.
Сопловые лопатки работают при температурах до 1150°С и небольших
напряжениях, а диски—при температурах 600—800°С и более высоких
рабочих нагрузках (до 500—600 МПа), поэтому жаропрочные сплавы,
используемые для этих групп деталей, значительно различаются по
составам и свойствам.
Современные никелевые
жаропрочные сплавы работают по существу на пределе своих
температурных возможностей, так как рабочие температуры часто
достигают 0,8— 0,85 температуры солидуса.
Поэтому важнейшее значение в
повышении температурного уровня современных жаропрочных сплавов, их
надежности и долговечности придается освоению новых
технологических процессов, таких как направленная
кристаллизация, выращивание деталей в монокристаллитном состоянии,
использование сплавов, упрочненных дисперсными частицами окислов,
использование сплавов, армированных тугоплавкими
проволоками.
При более высоких температурах
эксплуатации (выше 1050—1100°С) необходимо применение сплавов на основе
тугоплавких металлов Nb, Mo, Та, W. Однако использование этих
элементов в качестве основы жаропрочных сплавов ставит перед
металловедами и технологами много сложных проблем, связанных с их низкой
жаростойкостью в окислительных средах и высокой хрупкостью.
2. Легирование сплавов на никелевой
основе
Современные жаропрочные сплавы
на никелевой основе имеют очень сложный состав: в них входят до 7—9 основных легирующих элементов и
большое количество примесей, содержание их следует контролировать в
сплаве.
