ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Приложение А. Фазовые диаграммы. Р.Л.Дрешфилд, Т.П.Гэбб из "Суперсплавы II Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок Кн2 " Различные системы материалов, способные составить конкуренцию суперсплавам, описаны в гл.19. Основными конкурентами являются интерметаллидные соединения, композиционные материалы системы углерод-углерод и металл-матрица, тугоплавкие металлы и керамика. [c.339] Прикладное значение имеют сплавы четырех тугоплавких металлов молибдена, вольфрама, тантала и ниобия. Наиболее интенсивно работы по разработке сплавов на основе этих элементов проводились в период с 1950 по 1965 г. Именно тогда были разработаны многие промышленные сплавы молибдена, ниобия и тантала. Слабым местом этих сплавов было и до сих пор остается недостаточно высокое сопротивление окислению, что, в свою очередь, стимулировало разработку систем защитных покрытий для этих сплавов. Вольфрам, молибден и их сплавы имеют достаточно высокую температуру вязко-хрупкого перехода, однако этот недостаток можно преодолеть с помощью соответствующей механической обработки, понижающей температуру перехода до приемлемых значений. Конструкционные сплавы ниобия и тантала нашли применение в жидко- и твердотопливных ракетных двигателях. В этом случае недостаточная стойкость сплавов к окислению не имеет особого значения, так как они подвергаются лишь относительно кратковременному воздействию высоких температур и происходит это, как правило, на большой высоте, где парциальное давление кислорода очень мало. [c.341] Экспериментальные роторы турбин из кованого молибденового сплава TZM с силицидным покрытием с успехом проработали в небольшом турбореактивном демонстрационном двигателе фирмы Williams International в течение 7 ч при температуре газа 1343°С [17]. Молибденовые сплавы также применяются и в других областях в качестве материалов для высоких температур, например в стекольном производстве и в качестве нагревательных элементов для вакуумных печей. Рассматривается возможность их применения в мало ресурсных двигателях реактивных снарядов, но не в газовых турбинах других типов. [c.342] Танталовые и вольфрамовые сплавы не используются в газовых турбинах. Этому препятствует их склонность к окислению кроме того, высокая плотность и относительно высокая стоимость этих металлов и в будущем вряд ли позволит рассматривать их в качестве материалов для газовых турбин, способных конкурировать с суперсплавами. [c.342] Технология изготовления керамических материалов уже достигла уровня, обеспечивающего возможность их применения в малоресурсных двигателях реактивных снарядов, а также в небольших автомобильных двигателях. Керамические материалы заслуживают самого внимательного изучения как материалы, вполне способные в будущем конкурировать с суперсплавами. [c.343] Хотя конкурирующие материалы и смогут потеснить суперсплавы в некоторых случаях, все же упрочняемые выделениями - фазы никелевые суперсплавы и в будущем останутся основным материалом для промышленных газовых турбин вследствие неоднократно доказанной возможности изготовления из них деталей любого размера методами литья, штамповки и порошковой металлургии. [c.344] Две проблемы, уже обсуждавшиеся ранее [20], до сих пор остаются нерешенными и, по-видимому, останутся таковыми и в девяностые годы. Это, во-первых, необходимость достижения соответствия металлургических методов производства суперсплавов современным требованиям по расширению сферы их применения и, во-вторых, отсутствие каких-либо инЫх, кроме суперсплавов, систем металлических материалов, обладающих подобной комбинацией температуры плавления, коррозионной стойкости и наличия внутренних выделений с обратимой раствортостью, необходимой для аккомодации температурных колебаний. [c.344] Несмотря на постоянную конкуренцию со стороны некоторых металлических и неметаллических систем, суперсплавы и в будущем останутся основным материалом для газотурбинных двигателей. [c.344] В приложение включены тройные и многокомпонентные полярные фазовые диаграммы систем, представляющие интерес с точки зрения химического состава суперсплавов (рис. А.1-А.19). Для экономии места диаграмма системы Ni-Fe- o, обладающей в представляющей интерес области полной взаимной растворимостью, не приведена. [c.345] Приведенные полярные диаграммы (рис. А.20, А.21), дающие представление о диаграммах Симса [1], позволяют наглядно представить известные или ожидаемые области существования интерметаллических фаз. Они особенно полезны для оценки фазовой стабильности сплавов конкретного состава. Более полную подборку полярных диаграмм и подробную их интерпретацию можно найти в работе Симса и Хагеля [1]. [c.345] Диаграммы для системы Ni—А1—Сг заимствованы из работы Тейлора и Флойда [2]. Недавно вышедший обзор [З] в основном подтверждают приведенные здесь диаграммы. [c.345] Вернуться к основной статье