Сплавы никелевые —Длительная прочность

Сплавы никелевые — Длительная прочность 36, 46 [c.451]

Рис. 354. Длительная прочность различны., никелевых сплавов при 700 С

На рис. 13.4 показаны сравнительные кривые длительной прочности 0, 0 алюминиевых и титановых сплавов, сталей, никелевых и молибденовых сплавов. [c.201]

Таблица 3.46. Длительная прочность сплавов на основе тугоплавких металлов и композиционных материалов на никелевой матрице [3,14,24]

Длительная прочность деформируемых жаропрочных никелевых сплавов при повышенных температурах [c.284]

Развитие турбореактивных двигателей потребовало разработки специальных охлаждающих устройств и применения новых жаропрочных сплавов для турбинных лопаток, сопловых аппаратов, дисков турбин, камер сгорания и т.п. В связи с этим в ЦИАМ были детально изучены тепловые потоки в камерах сгорания этих двигателей и спроектированы экономичные системы их воздушного охлаждения. С середины 40-х годов металлургические заводы приступили к изготовлению специальных жаропрочных сплавов на никелевой основе и первой отечественной марки жаропрочной стали ЭИ-383, по показателю длительной прочности (7—12 кг мм при температуре около +800° С) не уступавшей тогда лучшим зарубежным маркам. [c.371]

Предварительные исследования по совместимости показали, что между волокном и матрицей в тугоплавких армированных волокнами жаропрочных сплавах возникают реакции легирования [50]. Также показано, что если реакции легирования возникают между матрицей и волокном, то свойства композита улучшаются. В результате был осуществлен ряд исследований для подбора пар материалов волокно — матрица, наиболее совместимых друг с другом. В [51] исследованы свойства длительной прочности при повышенных температурах (1093 и 1204 °С) для четырех проволок Т7М (молибден, 0,5% Т1, 0,08% 2г, 0,015% С) ЗВ (вольфрам, 3% рения) КР (вольфрам, 1% тория) и 21808 (промышленный вольфрам). Обнаружено, что проволоки 21808 и ЗВ были более совместимы с исследованными никелевыми сплавами, чем проволоки NF или Т2М. Овойства длительной прочности проволок в отсутствие материала матрицы были такие- же. [c.277]

Последняя группа матриц, о которой здесь упомянем, это группа сплавов на никелевой основе, используемая в качестве материалов матрицы для высокотемпературных приложений. Сплавы на никелевой основе использовались в последние 20 лет в конструкциях, работающих при высоких температурах, например в лопатках роторов газовых турбин. Для получения существенного увеличения прочности они армировались вольфрамовыми волокнами. Высокая плотность композита ограничивает полезную объемную долю волокон примерно до 25%, поэтому необходима высокопрочная матрица. В этом случае матрица дает значительный вклад в общую характеристику композита и, в частности, в его длительную прочность. [c.284]

Поэтому авторами работы [51] был выбран один никелевый сплав (сплав 3) и две проволоки (промышленный вольфрам 218 С8 и вольфрам NF с 1% тория), и эти комбинации предложены в качестве лучших по длительной прочности для высокотемпературных приложений. Длительная прочность этих композитов сравнивалась с длительной прочностью проволоки, испытанной в вакууме. Обычное содержание волокна в экспериментах было от 40 до 70%, и поэтому предполагалось, что нагрузка, приложенная [c.302]

Рис. 24. Сравнение длительной прочности вольфрамовой проволоки в композитах на основе никелевых сплавов с прочностью проволоки, испытанной в вакууме.

В работе [51] сравниваются также способы улучшения свойств длительной прочности никелевых сплавов, армированных вольфрамом, по их удельной прочности (т. е. длительной прочности, деленной на плотность материала). Плотность сплава 3, использованного в [51], равна 9,15 г/см , а плотность вольфрамовой проволоки равна 19,3 г/см . Результаты приведены на рис. 25. Как для проволоки НР диаметром 0,020 дюйм, так и для проволоки 218 С8 диаметром 0,015 дюйм получается одно и то же. Видно, что даже с учетом плотности длительная прочность композитов при температурах 1093 и 1204 °С лучше, чем прочность стандартных жаропрочных сплавов и самых хороших литых никелевых сплавов. [c.304]

Вычисление длительной прочности композита по уравнению (25) показывает, что теоретическая прочность выше экспериментальных значений, что также было обнаружено и в [51]. Полезно исследовать ползучесть никелевого сплава при наличии армирования вольфрамом и без него. Типичная кривая ползучести показана на рис. 27. [c.305]

В связи с этим для раскрытия физической сущности уравнения типа (3.28) были использованы результаты исследований [78, 79], в которых, во-первых, удалось отделить влияние главных факторов от второстепенных, во-вторых, испытания на длительную прочность проведены при 700 °С длительностью до 1000 ч. При таких режимах испытаний никелевых сплавов, диффузионные процессы не достигают заметного развития и влияние их на процесс разрушения мало. Следовательно, в этом случае можно [c.121]

Например, по испытаниям [90] нельзя полу чить даже приближенные графики временной зависимости прочности для каждого вида напряженного состояния, поэтому можно говорить только о качественной оценке влияния напряженного состояния анализ результатов испытаний позволяет отметить тенденцию к снижению длительной прочности при двухосных равных растяжениях по сравнению с соответствующей характеристикой при одноосном растяжении. Более четкая картина выявлена результатами испытаний на длительную прочность двух никелевых сплавов [91 ]. Тонкостенные трубчатые образцы (внутренний диаметр 24 мм, толщина стенки 0,76 мм) испытаны под действием внутреннего давления и осевой силы. Разным сочетанием внешних нагрузок создавалось как одноосное, так и двухосное растяжение (о, > >0). [c.144]

Состоятельность уравнения типа (4.16) подтверждена результатами обработки испытаний на длительную прочность, полученными при изучении влияния вида напряженного состояния на долговечность стали перлитного и аустенитного классов, а также ряда никелевых сплавов. [c.150]

Результаты, приведенные в табл. 19, 20, свидетельствуют о существенном повышении длительной прочности никелевых жаропрочных сплавов в результате армирования их вольфрамовой проволокой. [c.103]

Предполагается использование композиционных материалов на никелевой основе для длительной работы при температурах выше 1000° С. Однако разработка таких материалов затруднена из-за отсутствия упрочнителей, которые могли бы без потери прочности длительно работать в контакте с никелевой матрицей. Из металлических упрочнителей с точки зрения совместимости с никелевой матрицей лучшей пока остается вольфрамовая проволока, обеспечиваюш,ая довольно высокие значения длительной прочности в композиционных материалах на основе никелевых сплавов. Характеристики прочности и длительной прочности некоторых композиций приведены в табл. 18—22 и 61. Из таблиц видно, что введение вольфрамовой проволоки в количестве 40— 70 об. % позволяет получить материал с длительной (100-часовой) прочностью при 1100° С, равной 13—25 кгс/мм . Основными недостатками этих материалов является высокая плотность и необходимость защиты от окисления при высоких температурах. В этой же таблице приведены свойства композиции никель—углеродное волокно. Композиция привлекательна своей невысокой плотностью. Однако прочность ее невелика, и композиция не может работать длительно при температурах выше 1000° С из-за взаимодействия волокна с матрицей. [c.217]

Рис. 48- Длительная прочность жаропрочных сплавов на никелевой основе

В табл. 43 приведен химический состав некоторых зарубежных сплавов на-никелевой основе, имеющих промышленное значение 145, 84]. Многие из них содержат кобальт. Их 100-часовая Длительная прочность находится на уровне 20 кгс/мм при 900— 910° С 14 кгс/мм при 940—960° С и 12—14 кгс/мм при 980— 1000° С. Эти сплавы в основном предназначены для относительно кратковременных сроков службы, - [c.161]

На фиг. 7 приведены показатели длительной прочности (од. 10 час.) различных марок сталей [10], [11 ], используемых в сварных конструкциях турбомашин. В соответствии с уровнем жаропрочности наиболее распространенные перлитные стали находят применение в узлах турбин, работающих до температуры 565—570°. В интервале температур 550—600° наиболее целесообразным является применение хромистых жаропрочных сталей на базе 12% хрома. Аустенитные стали на железной основе используются в зоне температур 580—650° выше 650° необходимо применять сплавы на никелевой основе. [c.19]

Химический состав и характеристика длительной прочности сплавов для лопаток на никелевой основе приведены в табл. V. 19 и V. 20. [c.204]

Термомеханическая обработка повышает пластичность и длительную прочность жаропрочных сплавов на никелевой основе. Недостатком ТМО является разупрочнение основного металла и околошовной зоне после сварки. [c.293]

Влияние теплосмен на жаропрочные свойства металлов. Влияние теплосмен на характеристики длительной прочности исследовали в основном на высокожаропрочных газотурбинных никелевых сплавах [2]. В результате было установлено, что предварительные теплосмены заметно снижают время до разрушения [c.84]

Применительно к алюминиевым сплавам, жаропрочным сталям и никелевым сплавам удовлетворительное соответствие опытным данным при отсутствии переломов кривой длительной прочности имеет уравнение Ларсона—Миллера [c.202]

Химический состав (по легирующим элементам) и предел длительной прочности литых никелевых сплавов [c.312]

Рис.3.15. Влияние объемной доли Vf выделений у -фазы на 100-часовую длительную прочность у никелевых сплавов [6] при разных температурах, °С i - 750 2 - 760 3 - 870 4 -980

С увеличением температуры пределы длительной прочности падают. На рис. 4.24 показана зависимость предела сточасовой прочности от температуры для литого жаропрочного сплава па никелевой основе ЖС6-К. Отметим, что при 1000 °С предел кратковременной [c.91]

В системах с ограниченной растворимостью образуются связи второго типа. Обратимся к композиту никель — вольфрам. Согласно Хансену и Андерко [14], никелевый сплав с 38% вольфрама находится в равновесии с твердым раствором на основе вольфрама, содержащим малые количества никеля (менее 0,3%). Такое равновесие предполагает равенство химических потенциалов. Этот принцип был использован Петрашеком и др. [33] при разработке сплава на Ni-основе для композита никелевый сплав — вольфрам. Вначале был использован сплав Ni-S0 r-25W. Затем в него были добавлены титан и алюминий. Во второй серии сплавов содержание вольфрама было понижено он был частично заменен другими тугоплавкими металлами ниобием, молибденом и танталом. Совместимость этих сплавов с вольфрамовой проволокой оказалась выше, чем у стандартных жаропрочных сплавов, но все же ниже, чем у сплавов, легированных только вольфрамом. Дальнейшее существенное улучшение, совместимости достигается добавками алюминия и титана, однако механизм влияния этих элементов на совместимость отличен от рассматриваемого здесь регулирования химических потенциалов. По заключению авторов, во избежание существенного уменьшения сечения вольфрамовой проволоки за счет диффузии следует использовать проволоку диаметром 0,38 мм. После выдержки при 1366 К в течение 50 ч глубина проникновения составляла 26 мкм, что соответствует коэффициенту диффузии (2-f-5) -10 ы / . Уменьшением сечения. волокна за счет диффузии можно объяснить более крутой наклон кривых длительной прочности в координатах Ларсена — Миллера для композита по сравнению с проволокой. [c.132]

Экспериментальные данные по ползучести и длительной прочности получены для ряда систем к ним относятся, в частности, алюминий— нержавеющая сталь [66], алюминий — бор [2, 6], магниевый сплав — нержавеющая сталь [87], серебро — вольфрам [44] и никелевый сплав — вольфрам [63, 65]. Пиннел и Лоули [c.250]

Изучение длительной прочности и ползучести композитов с металлической матрицей осуществлялось рядом исследователей в основном на следующих материалах вольфрам — медь, вольфрам — никелевые сплавы и бор — алюминий. Большинство испытаний проводилось при повышенных температурах, что может привести к недооценке свойств композита из-за взаимодействия между волокнами и матрицей. Экспериментальная работа сопровождалась теоретическим анализом, подобным оценке прочности по правилу смесей . Мак-Данелсом и др. [39] исследована длительная прочность и скорость ползучести композитов на основе меди, армированных вольфрамовыми волокнами полученные данные сопоставлены со свойствами компонентов при помощи соответствующего анализа. Испытания проведены при 649 °С и 816 °С. [c.297]

Анализ экспериментального материала, полученного на сталях ферритного, перлитного и аустенитного классов, и никелевых сплавах показал, что если величина пластической деформации, накопленной до агонийной стадии разрушения, >2%, то длительная прочность образцов с кольцевыми подрезами средней жесткости (теоретический коэффициент концентрации напряжений А =4%) не ниже соответствующей прочности гладких образцов — материал не чувствителен к надрезу. Следовательно, в условиях дли- [c.73]

При наличии смешанного излома усталостные признаки наиболее устойчиво сохраняются в очаге разрушения, признаки нетипичного для усталости разрушения сначала появляются в зоне развитого разрушения. Следует иметь в виду, особенно при анализе эксплуатационных изломов, что в ряде материалов признаки преимущественно усталостного характера могут наблюдаться и в том случае, когда значение переменной составляющей (относительно предела выносливости) невелико, а. значение статической составляющей (относительно предела длительной прочности) существенно. Например, в литейном никелевом сплаве ЖС6У при асимметричном переменном изгибе при 950°С изломы имели типично усталостное строение при следующих относительных значениях переменной и статической составляющих fa = 0,45aw, am=0,8—0,9 Одл (da — переменная составляющая, От — статическая составляющая, aw и Одл — соответ-венно пределы выносливости и длительной прочности на 100-ча-совой базе). Лишь при ста<0,45 aw при той же статической составляющей нагрузке в зоне развитого усталостного разрушения наблюдались небольшие по размерам участки со строением, характерным для высокотемпературного статического нагружения (рис. 116). [c.144]

Необходимо отметить, что указанные факторы — амплитуда деформации, длительность и максимальная температура цикла — являются основными, но не единственными параметрами, определяющими вид разрушения. Не изменяя в целом вид диаграммы, границы областей, характеризующих разрушения различного вида, можно сдвигать в ту или иную сторону для учета воздействия технологических и экшлуатационных факторов (например, шособа и режима выплавки металла, влияния среды, защитных покрытий). Так, вакуумная выплавка никелевого сплава существенно повышает прочность границ зерен, вследствие чего при одних и тех же условиях нагружения смещается область величин сре, фо Ф 1 в которой разрушение происходит по границам зерен. Наоборот, при активном повреждении границ зерен, например при эксплуатации в газовых средах или при склонности материала к межкристаллитной коррозии, разрушение от термической усталости почти всегда начинается по границам зерен еледовательно, в этом случае уменьшаются области Л и 5 на рис. 58 (по границам зерен развивалось разрушение при нагружении стали 12Х18Н9Т при 750° С тв=1,5 [c.102]

Коррозионное воздействие минеральной части продуктов сгорания жидких и твердых топлив в виде золовых отложений приводит не только к уменьшению сечения металлических деталей из-за коррозии, но, кроме того, к снижению их жаропрочности. Уменьшение длительной прочности под влиянием золы наблюдается у перлитных и аустенитных сталей и в еще большей мере у сплавов на никелевой основе. Данные о длительной прочности наиболее широко применяемых перлитной стали 12Х1МФ и аусте-нитной стали 12Х18Н12Т приведены на рис. 13.4. Золовые смеси, характерные для отложений, образующихся при сжигании ма-а [c.239]

С длительная прочность увеличивается до 15—ISkF/mm (см. рис. 41). Введение А1 или А1 вместе с Ti еще больше упрочняет твердый раствор и повышает жаропрочные свойства сплавов на никелевой основе, что объясняется увеличением количества дисперсных фаз у и NijAl и их взаимодействием с твердым раствором. [c.180]

Химический состав и характеристики жаропрочн эсти оте чественных промышленных сплавов широко представлены Ц04] и могут быть про люстриррЁаны. данными по длительной прочности (1000 ч) при различных температурах для четырех сплавов на никелевой основе, рекомендуемых для длительной службы (рис. 69) [121. [c.162]

Ниобийсодержащие никелевые сплавы. Составы отечественных и зарубежных сплавов на никелевой основе, содержащие ниобий, приведены в табл. 45. Там же даны значения предела длительной прочности (ЮО-ч) при оптимальной для данного сплава рабочей температуре. [c.163]

Влияние различных способов выплавки на показатели качества и некото рые механические свойства жаропрочного сплава на никелевой основе даны на рис. 70 (свойства металла обычной дуговой плавки приняты за 100). Несомненно положительное влияние переплавных способов на содержание газов в металле (уменьшение на 50%) и устранение ликвационной неоднородности и дефектрв. Характерно повышение пластичности в условиях горячей деформации (на 30—70%) и в особенности при рабочих температурах (в 2 раза). Способ "производства сплава отражается и на длительной прочности (время до разрыва при а = onst при 900° С увеличивается на 18—45%), но практически не влияет на кратковременную прочность. , [c.167]

В отливках из жаропрочных никелевых сплавов ГИП повышает предел прочности на 10—20%, характеристики пластичности — в 2—3 раза, среднее время до разрушения при испытании на длительную прочность — более чем в 1,5 раза, предел малоццкловой усталости - более чем в 2-3 раза и долговечность при термоусталостных испытаниях - в 2-3 раза. [c.72]

Интересные данные, косвенно доказывающие возможность восстановления структуры термической обработкой, приводит И. И. Трунин Л. 142]. Он оценивал повреждаемость по уменьшению удельного веса образцов из сталей Х18Н9Т и Х14Н14В2М и сплава на никелевой основе ЦЖ-6 в процессе испытания на длительную прочность. Автор объясняет уменьшение удельного веса образованием пор. Последующая восстановительная термическая обработка обеспечила восстановление исходного удельного веса. [c.267]

Пределы длительной прочности (в кГ1мм ) лопаточных сплавов на никелевой основе за 10 ООО ч [c.204]

В 50-е гг. разработка сплавов шла настолько интенсивно и под таким давлением, что привела к перенасыщению никелевых сплавов упрочняющими легирующими элементами. Последствия выразились во "внезапных неудачах" в виде пластинчатых выделений вредных фаз. Эти твердые пластинки а-и /11-фаз вызывали преждевременное растрескивание сплава и снижали его надежность в условиях ползучести (длительную прочность). Проблему решили, применив на этот раз управление фазовым составом с использованием компьютерной программы ФАКОМП (РНАСОМР). Можно полагать, что ФАКОМП- [c.46]

На свойства никелевых сплавов карбиды Mjj e оказывают существенное влияние. Их расположение на границах зерен имеет критическое значение в том смысле, что обеспечивает подавление зернограничного проскальзывания и, по-видимому, таким образом благоприятно влияет на длительную прочность сплава. В конечном счете, однако, разрушение может произойти либо путем разрушения этих самых зернограничных частиц Mjj g, либо путем декогезии по поверхности их раздела с соседними фазами. Некоторые сплавы подвержены формированию ячеистых структур выделений Mjj g (см. рис. 4.2), однако их можно избежать с помощью термической обработки и управления химическим составом. Показано, что ячеистые выделения ответственны за преждевременные отказы из-за пониженной длительной прочности. [c.150]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...