ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Работа над свойствами из "Суперсплавы II Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок Кн1 " Ряд основных физических свойств трех элементов группы VIIIA приведен в табл.1.2. [c.30] Остановимся на нескольких факторах. Например, типичная кристаллическая структура — г.ц.к. — плотноупакованная. Это наилучшее расположение атомов для сохранения прочности до температур, очень близких к температуре плавления (Со приобретает структуру г.ц.к. при высоких температурах). Для самолетных двигателей критическим свойством является плотность, она колеблется вблизи 8,4г/см в зависимости от сочетания основы и легирующих элементов. 10%-ное снижение плотности от 8,67 до 7,87 г/см (от 0,31 до 0,28 Ib/in ) может втрое увеличить долговечность диска либо позволить значительно понизить его массу [И]. [c.31] Низкий коэффициент а термического расширения сплавов на основе никеля или кобальта (в сравнении со сплавами на основе железа) помогает эксплуатировать детали при пониженных зазорах и достигать максимального коэффициента полезного действия. Высокая теплопроводность помогает охлаждать детали горячих ступеней турбины. [c.31] Дания монокристаллической структуры. Чрезвычайной способности Ni- o-Fe-ауствнита к полезному упрочнению недооценивать нельзя. [c.32] ЭТОМ свидетельствует улучшение механических свойств при активном растяжении и увеличение длительн 11 прочности удачно обработанных сплавов. Интересы сосредотоадц ись на сплавах с никелевой основой, ибо благодаря э -ф е им можно было придать более высокую прочность и стойкость к окислению, чем сплавам на основе кобальта. [c.33] В конце концов все-таки крыша обрушилась . Стала по являться O -фаза, из-за которой переводили в брак многи плавки IN-100. Обострились проблемы с фазами и Лавеса других сплавах. Проблему IN-100 постепенно разрешил (см. гл.8), но тут же возникли новые проблемы, касающиес и старых, и новых сплавов. [c.34] Требования, предъявляемые новыми конструкциями. На рис. 1.10 представлены данные о верхних пределах запаса длительной прочности у трех основных классов сплавов на фоне тех величин, которые диктуются (конечно, в обобщенном виде) конструкцией для дисков авиационного двигателя, вращающихся лопаток и стационарных направляющих лопаток сопла. Суперсплавы, используемые в этих деталях турбин работают в наиболее тяжелых условиях. [c.35] Рабочие температуры продолжали расти, и стало яснее, что изменения в сплавах, направленные на одновременное повышение стойкости против окисления и против горячей коррозии, нередко противодействуют упрочняющему влиянию легирования. Повысив содержание хрома и снизив содержание алюминия, понижали температуру растворения у -фазы, и, следовательно, понижали прочность. Чтобы обеспечить необходимую защиту поверхности без существенного ухудшения механических свойств основного материала лопаток турбин авиадвигателей или промышленных турбин, инженеры обратились к поверхностному покрытию суперсплавов (см. гл.13). Со своей стороны это породило современный период улучшенного оксида алюминия т.е. тщательно сбалансированных покрывающих сплавов (на основе Ni, Fe, Со с добавлением Сг, А1 и других активных элементов), образующих чрезвычайно стойкую против окисления и/или коррозии защитную оболочку из легированного оксида алюминия. В соответствии с сегодняшней технологией защитные покрытия наносят практически на все несущие детали, изготовленные из суперсплавов и работающие в динамическом режиме при очень высоких температурах. Стоит заметить, однако, что моно-кристаллические (тип SX) сплавы, по природе своей лишенные границ зерен, и при отсутствии покрытия нередко проявляют новый, ранее неизвестный и необычайно высокий уровень поверхностной стойкости. [c.37] Подводя итог, можно сказать, что поверхностная защита суперсплавов от окисления и коррозии в газовом потоке оказывается не менее полезной, чем разработка сплавов повышенной прочности. В самом деле, комбинацию сплавов покрытие—подложка , уже много лет применяемую при эксплуатации суперсплавов, можно с полным правом называть первой подлинно композитной частью горячей ступени турбин. [c.38] Коррозионно-стойкие суперсплавы . После публикации книги Суперсплавы в начале 1972 г. наибольшее развитие приобрело производство и применение свариваемых коррозионно-стойких суперсплавов для реакторов, химического оборудования и тому подобных устройств. [c.38] Мокрые скруберы, оборудование для работы с кислотами, корпуса реакторов, сопла, мешалки, естественно, представляют широкий спектр коррозионных проблем. При проектировании заводов конструкторы, стремясь снизить конечную стоимость продукции, стали осознавать, насколько выгоднее использовать сравнительно безотказные и долговечные коррозионно-стойкие суперсплавы, вместо того чтобы мучиться с бесконечными ремонтами из-за применения более дешевых, но менее стойких нержавеющих сталей. [c.38] от 1/5 до l/З (по различным источникам) всех суперсплавов, производимых в США (22,5-36,0 тыс.т/г.), приходится сегодня на использование в качестве коррозионно-стойких материалов. Дальнейший активный рост потребности в металлах, продуктах химической и нефтехимической промышленности, производстве стекла, бумажной пульпы и средств для борьбы с загрязнением окружающей среды может вызвать увеличение рыночной доли этих сплавов до 50%. [c.39] В прошедшее десятилетие производители коррозионно-стойких суперсплавов активно собирали сведения о фактах коррозии, пользуясь данными, как лабораторных, так и полевых испытаний. Выбор сплавов для конкретной цели в расчете на их максимальную эксплуатационную надежность лучше всего вести, установив прямые контакты с производственниками. [c.39] Цель книги Суперсплавы П - рассмотрение суперсплавов при использовании их в высокотемпературных тепловых двигателях, особенно газотурбинных. Расширяющееся использование в качестве коррозионно-стойких материалов (с соответствующим целенаправленным изменением в химическом составе) при низких температурах представляет особую область и нуждается в самостоятельном развитии. Вероятно стоит со временем написать другую книгу, уделив в ней наибольшее внимание не жаропрочным, а коррозионно-стойким суперсплавам. [c.39] Вернуться к основной статье