структуры <001>,
параллельной направлению кристаллизации, повышает сопротивление
термической усталости, и хотя по комплексу характеристик
жаропрочности это направление уступает направлению <111>, оно часто
является предпочтительным.
Поскольку при МК-структуре
отливок отсутствует зернограничное упрочнение, то в сплавах, специально
разработанных для таких отливок, как правило, отсутствуют
карбидообразующие элементы (Hf, Zr), а углерод сведен к технологически
возможному минимуму (0,002...0,004 %). Небольшие добавки Hf или Y могут
вводиться для создания защитных пленок НЮ2 и
Y203 для компенсации снижения жаростойкости из-за
пониженного (до 4...6 %) хрома, что, в свою очередь, связано с высоким
суммарным содержанием ос-образующих элементов [I (W + Мо + Та + AJ + + Ti)
= 20...23 %].
МК-сплавы I поколения (ЖС30М,
ЖС40, RENE-4, PWA-1480 и т.п.), не содержавшие рения, имели около 60 %
у-фазы (об.) и более высокие по сравнению с НК-сплавами значения
температур солидуса и сольвуса У-фазы. В сплавы II поколения был введен Re
в количестве до 3 %, а объемная доля у-фазы повысилась до 65...74 % (ЖС36,
RENE-N5, PWA-1484 и т.п.). В 90-х годах XX в. за рубежом были разработаны
сплавы III поколения (RENE-6, CMSX-10) с рением до 6 %, в которых, однако,
возникли проблемы в связи с образованием нежелательных ТПУ фаз, содержащих
Re, W, Мо, Сг. Выпадение этих фаз обедняет твердый раствор
легирующими элементами и снижает эффект твердофазного
упрочнения.
Однако с выпадением ТПУ фаз можно
успешно бороться, если создать при кристаллизации условия для
подавления процессов ликвации. Созданная в России (ВИАМ) уникальная
высокоградиентная технология получения МК-сплавов позволила
разработать сплавы для двигателей самолетов V поколения с рением до
10 % типа ЖС50 (6 % Re) и ЖС55 (9 % Re). При соответствующем охлаждении
лопатки из такого сплава способны работать при стехиометрической
температуре газов до 2200 К. Существенно (в 5 раз) растет ресурс
двигателя, что окупает затраты на дорогой рений в сплаве. Сплав ЖС55 имеет
длительную прочность (МПа): а™ = 590...600; =
350...360; = 180... 190, что выше, чем у лучших зарубежных сплавов, на
30...40 МПа.
Естественно, что к МК-сплавам
предъявляются высокие требования по чистоте от вредных примесей.
Содержание кислорода и азота должно быть не выше предела их
растворимости в никеле (< 0,0001 %) во избежание образования
неметаллических включений, снижающих цик-
