ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Никелевые и кобальтовые жаропрочные сплавы из "Металловедение Издание 4 1966 " В современных турбинах и реактивных двигателях важнейшей деталью является лопатка турбины. Мощность реактивного двигателя в большой степени зависит от максимальной температуры рабочего тела (газа), при которой длительное время могут работать лопатки. В современных реактивных двигателях лопатки турбин разогреваются до 700— 900 С, и имеется тенденция повышения этой температуры. [c.358] Для лопаток турбин применяют аустенитные стали и сплавы па основе никеля и кобальта. [c.358] Преимущественное применение имеют сплавы никеля, содержащие, как правило, хром (в количестве около 15—20%) и другие довольно многочисленные присадки, правда уже в значительно меньших количествах (А1, Т1, , Мо, V и др.). [c.358] Как и аустенитные стали, снлавы на никелевой основе могут быть разделены на гомогенные (так называемые нихромы и инконели) и стареющие (так называемые нимоники). [c.358] Первые, т. е. нихромы, представляют собой сплавы никеля и хрома пли никеля, хрома и железа с минимальным содержанием углерода и других элементов, которые могли бы образовывать вторые фазы. Структура этих сплавов представляет собой твердый раствор этих элементов в никеле (гранецентрированная кубическая рещетка). Гомогенный твердый раствор не обладает высокой прочностью и жаропрочностью. Сплавы этого типа не применяются, как правило, для нагруженных деталей, т. е. пе применяются как жаропрочный материал, а используются как материал высокой жаростойкости, а также как материал для электрических нагревательных элементов сопротивления, о чем будет сказано в 13, где приведены составы нихромов и некоторые их свойства. [c.358] Практически как высокожаронрочные сплавы применяются стареющие никелевые сплавы — нимоники, появившиеся в конце второй мировой войны. Появление их было вызвано развитием реактивной авиации, требовавшей жаропрочные сплавы для лопаток. Известные до того времени жаропрочные сплавы, в основном аустенитные стали, не удовлетворяли новым, возросшим требованиям в отношении жаропрочности. [c.358] Нимоник основного, классического состава представляет собой четверной сплав N1—Сг—Т1—А1 (приблизительно 20% Сг, 1% А1 н 2% Т1, остальное N1). Закалка от 1050—1150° С приводит к образованию твердого у-раствора с гранецентрированной кубической решеткой а = 3,57 А). [c.358] Нагрев такого закаленного (пересыщенного) твердого раствора приводит к его распаду, происходящему в несколько стадий. [c.358] Прежде всего внутри твердого раствора происходит перераспределение атомов алюминия и титана, ведущее к локальным обогащениям этими примесями. Этот нроцесс наблюдается не только при низких температурах отпуска, но даже во время закалочного охлаждения (подавление этого процесса очень быстрым охлаждением при закалке нел елательно). [c.358] Следующая стадия заключается в появлении в местах, где повысилась концентрация атомов алюминия и титана, как бы второй фазы. На какой-то стадии старения можно уже рентгенографически определить наличие двух фаз с одинаковой кристаллической решеткой (К12), но несколько отличающихся друг от друга параметрами (3,58 и 3,60 А). Принято называть фазу, обедненную алюминием и титаном, y фазой, а обогащенную (выделившуюся) — у -фазой. [c.359] Разнозернистость (т. е. наличие крупных и мелких зерен), преимущественное выделение фаз по границам зерен, сохранение наклепа (например, наклепанного слоя, полученного при обработке резанием)ведет к снижению жаропрочности. [c.360] Составы наиболее распространенных марок никелевых дисперсионнв твердеющих сплавов приведены в табл. 73. [c.360] Основные жаропрочные свойства некоторых никелевых Н аропрочпых сплавов приведены также в табл. 74. [c.360] Дальнейшее повышение жаропрочности достигается введением злементов, упрочняюш,их твердый раствор, — кобальта, молибдена, вольфрама (сплавы нимоник 90 и 100). [c.361] Приведенные в табл. 73 сплавы являются основными для горячих деталей га.зо-вых турбин (лопатки, диски и т. д.). [c.361] Наряду с никелевыми дисперсионно твердеющими сплавами, некоторое применение имеют железоникелевые (по своей природе близкие к сплавам типа нимоник, в которых никель примерно на половину заменен железом) и кобальтовые сплавы. [c.361] Составы некоторых пх этих сплавов приведены в табл. 75, свойства одного из них см. выше на рис. 316. [c.361] По жаропрочным свойствам желе.зоннкелсвые сплавы не уступают, а кобальтовые превосходят сплавы на основе никеля (нимоники). Однако железоникелевые сплавы малопластичны, склонны к образованию трещин и других дефектов сплавы же па основе кобальта очень дороги, а превосходство их по сравиению с лучшими сортами никелевых сплавов в отношении жаропрочных свойств не так уж велико. [c.361] Вернуться к основной статье