ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Конструкция газовой турбины и суперсплавы. Г.ЕМиллер, Чемберс из "Суперсплавы II Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок Кн1 " Прогресс в повышении механической надежности суперсплавов при высоких температурах в коррозионных атмосферах был поистине выдающимся. К сожалению, как это случается и с другими технологиями, этот прогресс не идет без отступлений и поражений. Выход из таких поражений- фундамент для нового прогресса. Несколько слов о неудачных решениях , частично упомянутых выше, дадут представление о дальнейших перспективах. [c.46] В 40-х гг. обнаружили, что сплавы на кобальтовой основе (например, Vitallium) склонны к перенасыщению углеродом и, как следствие, к неуправляемому упрочнению (твердению) старением, сильно снижающему работоспособность [12]. Последствия такого рода предотвращали более точной дозировкой при легировании углеродом и карбидообразующими элементами, совершенствованием термической обработки. В результате впервые был создан удачный сплав (Х-40) для литья лопаток по выплавляемым моделям. Такие лопатки использованы в первом разработанном в США турбореактивном авиадвигателе. [c.46] Аналогичные затруднения возникли в 60-х гг., когда содержание хрома в никелевых суперсплавах снижали, чтобы улучшить сопротивление ползучести, а вызывали снижение стойкости против окисления и горячей коррозии. Следствием было значительное снижение долговечности сплавов, применявшихся в различных промышленных газовых турбинах, а также авиадвигателях, предназначенных дЛя работы в засоленной атмосфере. Проблему решили, улучшив соотношение хрома, алюминия и титана в совокупности с применением защитных покрытий. [c.46] Суперсплавы дважды были призваны обществом занять позицию главного жаропрочного конструкционного материала, дышащего воздухом . Впервые это произошло в 50-х гг. при неудачных попытках использовать тугоплавкие металлы. К сожалению, оказалось невозможным защитить сплавы на основе тугоплавких металлов от поверхностного воздействия среды, и надежда на их использование умерла. Во второй раз это происходит уже в наше время — за 25 лет успели многому научиться, затратив много сил на разработку керамических материалов для турбин и других устройств, нуждающихся в деталях повышенной жаропрочности. На этом направлении действовали с невиданной активностью, но почти за 10 лет усилий так и не получили керамических материалов, пригодных для изготовления требуемых деталей. Недавние широкомасштабные испытания керамических материалов оказались неудачными, и предметом внимания стали керамические композиты . [c.47] в технологии суперсплавов возникали тяжельг проблемы, которые, все-таки, всегда удавалось разрешит, посредством новых подходов к химическому составу и мето дам обработки. В свою очередь, это обеспечивало им еии более высокую работоспособность. [c.48] На рис. 1.15 приведены факторы, сыгравшие решающую роль в развитии ynej сплавов. Представления о поведении нержавеющих аустенитных сталей породил концепцию суперсплавов, которая получила толчок к дальнейшему развитию с стороны одновременно возникшей парадигмы реактивного двигателя. [c.48] Развитие суперсплавов — отклик на потребность в материалах, обладающих необходимым сопротивлением ползучести и усталости при высоких температурах. В истории техники эта потребность была наиболее острой при создании реактивных авиадвигателей и прочих видов газовых турбин, хотя материалы с подобными свойствами находят применение и в теплообменниках мощных тепловых двигателей с другим термодинамическим циклом. В данной главе дано описание экономических выгод от перехода к более высоким температурам работы тепловых двигателей. Показано, что реализация этих выгод через повышение к.п.д. становится возможной, благодаря применению суперсплавов, хотя последние и отличаются более высокой стоимостью. Описание жаропрочных деталей реактивных авиадвигателей и промышленных газовых турбин дано совместно с описанием разнообразных отказов (разрушения) и необходимыми сведениями о материалах, позволяющими рассчитывать долговечность деталей. [c.49] Вернуться к основной статье