и химической однородностью
материала. Отсюда одной из важнейщ^ задач металлургии суперсплавов
является повышение их физической и химической однородности: при A/S = 1
надежность /= 84,13%; При
А/5= 2 -/= 97,73 %; при
A/S=
3 -/ = 99,87 %; а при
A/S =
4 - / = 99,997 %
Для каждого материала дисперсия
логарифма долговечности S2(\gx ) имеет
минимум при определенной температуре и определенной долговечности, т.
е. каждый материал имеет рациональный с точки зрения надежности режим
работы.
Наряду с указанными
характеристиками для суперсплавов имеют важное значение и такие
свойства, как кратковременный предел прочности (временное сопротивление) —
ов, физический и условный предел текучести —
ат, о0 ->, предел выносливости при симметричном
повторном изгибе при вращении образца — о_(. Уровень всех этих
свойств за время развития металлургии суперсплавов непрерывно
увеличивается.
История суперсплавов началась с
1929 г., когда впервые в известный нихром 80/20 были добавлены Ti и А1
(Бедфорд, Пиллинг, Мерика), но основной толчок к развитию этих сплавов был
дан с появлением реактивной авиации. На первых реактивных двигателях
стояли лопатки из аустенитных нержавеющих сталей с очень малым ресурсом
долговечности. К 1941 г. в Англии для двигателя «Бритиш Уиттл» был
разработан сплав на основе никеля Nimonic 75 (нихром 80/20 + 0,4 % Ti +
0,10 % С). Через год появился сплав Nimonic 80 с более высоким содержанием
титана, а затем и Nimonic 80А с 2,4 % Ti и 1,4 % А1, впервые
диспер-сноупрочненный выделениями /-фазы — Ni3(Al, Ti). Этот
сплав явился прототипом первого российского жаропрочного сплава ХН77ТЮ
(ЭИ437).
За разработку сплавов Nimonic
инженер Гриффит был удостоен в Англии рыцарского титула.
Особенность /-фазы в том, что
она, во-первых, по типу решетки (ГЦК) и её размерам близка к у-матрице
твердого раствора, во-вторых, ее прочность увеличивается с ростом
температуры, в-третьих, имея в чистом виде состав Ni3Al, она
может быть легирована Ti, Hf, Та, Nb, Mo, W и т. д., что повышает ее
прочность. С тех пор все суперсплавы на никелевой основе упрочняются
/-фазой. В современных сплавах содержание /-фазы достигает 60 % и выше. В
1970 г. был открыт «гаф-ниевый эффект»; повышение прочности и пластичности
сплавов за счет увеличения доли /-фазы и закручивания границ
зерен.
Другим направлением повышения
качества никелевых сплавов была стабилизация карбида МС тугоплавкими
металлами (W, Та), что затруд-
