ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Внутризеренные и зернограничные явления из "Суперсплавы II Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок Кн1 " Прочность суперсплавов проявляет сильную зависимость от размера зерен и их оношения к толщине детали. Было установлено [51], что длительная прочность и сопротивление ползучести возрастали с увеличением отношения толщины детали к размеру зерен. У деформируемых сплавов при неизменности этого соотношения обе характеристики прочности увеличивались с увеличением размера зерен литейные сплавы проявляли такую же связь длительной прочности и сопротивления ползучести с отношением толщины детали к размеру зерен. [c.157] Указанные условия могут стать серьезными, когда в тонком сечении появляются крупные зерна. Тонким сечениям обычно соответствует пониженная длительная прочность чем тоньше сечение, тем ниже падает длительная прочность по сравнению с толстыми сечениями. [c.157] Применительно к современным литейным суперсплавам управление размером зерен играет жизненно важную роль. Необходим. взвешенный подход, чтобы, с одной стороны, избежать излишнего измельчения зерен, чреватого уменьшением длительной прочности и сопротивления ползучести, и, с другой стороны, не допустить их излишнего укрупнения, которое опасно из-за снижения кратковременной разрывной прочности (хотя при этом и может способствовать росту сопротивления замедленному разрушению). [c.157] У суперсплавов одним из наиболее ярких эффектов, связанных с легированием, является улучшение характеристик ползучести при введении минимальных добавок бора и циркония [52—55] (табл. 4.4). В и Zr способны увеличить долговечность в 13 раз, удлинение - в 7 раз, длительную прочность - в 1,9 раза и показатель п (в уравнении связи между напряжением и скоростью ползучести) — в 2,4-9 раз. Некоторые металлурги — специалисты по суперсплавам - считают, что в этом улучшении свойств ключевую роль играет бор, в то время как цирконий в большей мере служит в качестве геттера для вредных малых и/или кочующих примесей. [c.157] Несмотря на столь явную простоту во влиянии на свойства, прояснить механизмы этих явлений не удавалось. Полагают, однако, что В и Zr сегрегируют к границам зерен (вероятно, из-за того, что по своему атомному размеру на 21-29 % превосходят или уступают элементу-растворителю). Коль скоро в условиях замедленного разрушения суперсплавов (при испытаниях на длительную прочность) трещины распространяются по границам зерен, важность этой роли В и Zr становится вполне очевидной. [c.158] Хорошим примером служит один из ранних суперсплавов U-500 (табл. 4.5). В и Zr явно сдерживали зернограничное растрескивание. Без В и Zr микротрещины в сплаве U-500 развивались в конце первой стадии ползучести, через 23 ч в присутствии В и Zr они не развивались, пока не наступала третья стадия, т.е. через 2i4 ч. [c.158] Примечание. Количество наблюдений в пределах площадки 5 мм цри увеличении 1000. [c.159] В и Zr благотворны для сплавов, не содержащих у -фазу, сплавов на основе Со, нержавеющих сталей, так что влияние через зоны, свободные от выделений или карбиды с покрытием не может быть универсальной основной причиной благотворного влияния этих элементов для всех сплавов. Есть данные, свидетельствующие, несмотря на некоторые исключения, что В снижает количество зернограничных карбидов, образующихся по реакции старения, и отворачивает углерод во внутренние объемы зерен [56-59]. Согласно некоторым сообщениям, той же цели в сплавах системы Ni—Сг—Ti—А1 достигали с помощью Mg, который способствовал образованию внутризеренных выделений МС [2]. [c.159] Вернуться к основной статье