|
Главная | Контакты: Факс: 8 (495) 911-69-65 | | ||
Октябрьской революцииНаконец мы можем наблюдать начало довольно широкого применения сплавов, упрочняемых дисперсными частицами оксидов; для производства этих сплавов используют также комплекс методов легирования и обработки, созданных за прошедшие годы. Механическое легирование (с использованием тонкодисперсных полностью легированных порошков) и быстрая кристаллизация позволят применять сплавы на основе Ni и Со, упрочненные дисперсными оксидными частицами, при температурах, не превышающих 1100 °С. Рис.1.7. Панорама развития микроструктуры никелевых суперсплавов; приведены и полезные и вредные фазы [7] (РВ — равновесные выделения Т)-фазы; ДУ — при дисперсном упрочнении оксидными частицами; НК — при направленной кристаллизации; МК — в монокристалле; КК — фаза в виде "кирпичной" кладки; В — волокна ТаС; ИВ — игольчатые выделения М23С6 Рис.1.9. Хронология изменения длительной прочности бююо при 875 °С и длительной пластичности при температурах от 550 до 925 °С суперсплавов. Рисунок иллюстрирует результат внимательного отношения к исследованию разрушения суперсплавов [7]. Перечислены различные факторы, явления, процессы, технологические методы и- характеристики, ставшие предметом исследования (БК — быстрая кристаллизация; ПР — плазменное распыление; НК — направленная кристаллизация; МС — монокристаллическое состояние; ГИП — горячее изостати-ческое прессование; ДУ — дисперсное упрочнение оксидными частицами; ПМ — порошковая металлургия) Рис.1.13. Открытия и разработки [7] в области суперсплавов [ХС — сплавы, деформируемые вхолодную ("Krupp"); СЛ — сплавы для литья но выплавляемым моделям ("Haynes"); СВВ — суперсплавы вакуумной выплавки (SMC); СИА — сварка в инертной атмосфере (GE); ЗП — защитные покрытия ("Chromallog"); ТД — дисперсное упрочнение оксидными частицами — сплавы ТД-никель ("Dupont"); ППР — порошки, получаемые распылением; НК — лопатки с лопастью, изготовленные методом направленной кристаллизации (P&W); СЭП — суперсплавы, изготавливаемые методом электродуговой плавки ("Haynes"); ЛД — литые детали с полостями для воздушного охлаждения ("Wiggin"); ГИП — горячее изоста-тическое прессование ("Battelle"); ЛМЛ — лопатки с монокристаллической лопастью (P&W); ДСП — деформирование в режиме сверхпластичности (P&W); СМЛЛ — сплавы, получаемые методом механического легирования, содержащие К' -фазу и дисперсноупрочненные оксидными частицами (INCO); ТЗП — теплозащитные покрытия (P&W); ПМ — диски турбин, изотавливаемые методами порошковой металлургии; ЛО — лазерная обработка (P&W); ППР — покрытия, нанесенные методом плазменного напыления; ЗО — защитная облицовка (GE); МБК — производство сплавов методом быстрой кристаллизации (P&W); НКЭС — направленная кристаллизация эвтектических сплавов (P&W и GE); MB — плавка методом Вадера (SMC); ВО — водяное охлаждение (GE); ТВД — изготовление турбин для вертолетных двигателей (диск с лопатками из единой заготовки); КМ — детали из композитных материалов] В зависимости от условий старения и типа участвующих в нем кристаллических структур, образующиеся выделения могут быть либо когерентны, либо некогерентны матрице. Дис-персоиды же, такие как оксиды, всегда некогерентны. Поэтому применительно к упрочнению оксидными частицами можно ориентироваться только на механизм Орована. Фирма INCO производит суперсплавы с применением механического легирования. При этом в одном и том же сплаве могут присутствовать и преципитаты2, и дисперсоиды, а упрочнение от разных механизмов может быть аддитивным при условии, что в процессе обработки формируется, а в эксплуатации сохраняется микроструктура в виде грубых вытянутых зерен. Частицы ThO2 и Y2O3 в материале TD-Ni и других материалах, изготавливаемых с применением механического легирования, мелкодисперсны (100 — 500 А) и равномерно распределены (расстояние между частицами 500 — 3000 А). Упрочнение, вызываемое этими частицами, следует приплюсовать к упрочнению за счет границ зерен и субзерен, а также к твердо-растворному упрочнению. Важно учитывать и показатель вы-тянутости зерен ПВЗ, т.е. отношение длины L к ширине зерна /. При высоких температурах соблюдается линейная зависимость прочности от величины ПВЗ (рис. 3.7,а [37]): Рис.3.7. Влияние показателя вытянутости зерен ПВЗ = L/1 на свойства сплавов, упрочняемых дисперсными оксидными частицами: В присутствии частиц второй фазы кажущаяся энергия активации ползучести намного выше, чем энергия активации ползучести (или самодиффузии) матрицы. Например, энергия активации установившейся ползучести сплава MAR-M 200 и других никелевых суперсплавов больше в два раза, чем у нелегированного никеля и значительно выше, чем у твердых растворов на его основе. Эти несоответствия можно устранить либо учетом температурной зависимости Е [62], либо заменой величины с в уравнении (45) на разность #-#„, где #„ - напряжение трения в решетке [63]. И в том, и в другом случае энергия активации ползучести приобретает значение, близкое к энергии активации самодиффузии. Аналогичные различия в энергии активации ползучести многокомпонентного сплава и энергии самодиффузии в его матрице замечены у дисперсно упрочненных сплавов типа TD—Ni или Al—А12О3. Похоже, что у этих сплавов существенную роль играет показатель вытянутости зерен (ПВЗ), поскольку с его ростом увеличиваются и Q, и п. Правда, разброс данных в этом случае очень велик (см. рис. 3.7) [38]. В последующих работах показали, что пороговое напряжение #„ у нескольких сплавов, упрочненных дисперсными оксидными частицами, линейно возрастало с увеличением ПВЗ [64]. Сделано предположение, что для сплавов такого рода величина #„ — более приемлемый критерий, чем напряжение, вызывающее определенную деформацию в течение заданного времени. Сплавы, упрочненные мелкодисперсными оксидными частицами, характеризуются еще более пологой параметрической кривой длительной прочности (см. рис. 5.15) и выше 1093 °С превосходят в этом отношении все остальные системы. Однако следует упомянуть и явные пороки этого материала, а именно, трудность изготовления основных несущих деталей и утрату исходных свойств материала в сварных соединениях, полученных методами оплавления. Сплавы, упрочняемые мелкодисперсными оксидными частицами — еще одно подтверждение возможностей стабилизации систем сплавов на кобальтовой основе при высоких температурах [30]. Введение очень малых (100—ЗООА) инертных оксидных частиц типа ThO2 или Y2O3, термодинамически стабильных и не вступающих в реакцию с матрицей, обеспечивает значительную длительную прочность вплоть до температур, близких к началу плавления основы. Чтобы этот выигрыш стал возможным, необходимо применить термомеханическую обработку материалов и с ее помощью получить сильно текстурованное зерно с высокой степенью вытянутости. Од- Если два хорошо соединенных между собой куска чистых металлов А и В длительно отжигать, то будет наблюдаться взаимное проникновение металлов и смещение первоначальной границы раздела, отмеченной инертными метками (оксидными частицами или вольфрамовыми Ордена Октябрьской Революции, ордена Трудового Красного Знамени Ленинградское произнодственно-техническое объединение «Печатный Двор» имени А. М. Горького при Госкомпечати СССР. 197110, Ленинград, 11-110, Чкаловский пр., 15. До октябрьской революции (1913 г.) в России производилось всего лишь 4,2 млн. т стали (рис. 1), тем не менее она занимала пятое место в мире. Гражданская война и интервенция почти остановили производство стали; в 1920 г. было выплавлено лишь 200 тыс. т стали. Начавшийся затем этап восстановления народного хозяйства привел к тому, что в 1928 г. был достигнут довоенный уровень. В годы первых пятилеток построены крупнейшие металлургические комбинаты, как Магнитогорский и Кузнецкий, и перед войной уже выплавлялось около 18 млн. т стали. Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени МПО «Первая Образцовая типография» Государственного комитета СССР по печати. 113054, Москва, Валовая, 28. Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции Издательство «Высшая школа», 101430, Москва, ГСП-4, Неглинная ул., д. 29/14. Отпечатано с матриц Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Первой Образцовой типографии имени А. А. Жданова Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 113054, Москва, М-54, Валовая, 28, в Московской типографии № 4 Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 129°41, Москва, И-4Д, Б. Переяславская, 40. Ордена Октябрьской Революции, ордена Трудового Красного Знамени Ленинградское производственно-техническое объединение «Печатный Двор» имени А. М. Горького Союзполш рафпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 197136, Ленинград. 11-136, Чкаловский пр., 15. Ордена Октябрьской Революции Ордена Октябрьской Революции, ордена Трудового Красного Знамени Ленинградское производственно-техническое объединение «Печатный Двор» имени А. М. Горького «Союзпо-лиграфпрома» при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 197136, Ленинград, П-136, Чкаловский пр., 15 Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Москва, М-54, Валовая, 28 Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени МПО «Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова» Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 113054, Москва, Валовая, 28 Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени МПО «Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова» Союзполиграфпрома при Государственном .комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 113054, Москва, Рекомендуем ознакомиться: Окончательной термообработки Окончательное обтачивание Окончательное раскисление Окончательное закрепление Окончательного закрепления Окончательно обработанной Окончательно принимают Окончательно закрепляют Окрашенной поверхности Образуется диффузионный Окрестности рассматриваемой Окружающей атмосферой Окружающего атмосферного Окружающую атмосферу Окружность описанная |