Никелевые и кобальтовые жаропрочные сплавы

НИКЕЛЕВЫЕ И КОБАЛЬТОВЫЕ ЖАРОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ [c.473]

Эти сплавы находят применение в современных турби ах и двигателях и обладают жаропрочностью до 900 Сплавы эти очень дороги, так как содержат большой процент никеля и кобальта, Никелевые и кобальтовые жаропрочные сплавы получают высокие свойства после термической обработки, которая состоит [c.123]

Предел ползучести никелевых и кобальтовых жаропрочных сплавов [c.124]

Никелевые и кобальтовые жаропрочные сплавы [c.338]

Рис. 1.31. Температурная зависимость длительной прочности эвтектических и литейных никелевых и кобальтовых жаропрочных сплавов

Сплавы систем Со - Сг, Со - Сг - Ni, Со - Сг - Ni - W с дополнительными легирующими элементами обладают высокой жаропрочностью. Их применяют при изготовлении ГТД для авиации и буровых установок. Так же, как и в никелевых, в кобальтовых жаропрочных сплавах содержится второй, главный компонент -хром. Кроме этого, в состав кобальтовых сплавов входят такие элементы С, Мо, W, Nb, А1, Ti, V и др. [c.38]

Высокие механические свойства соединений жаропрочных сплавов получили [14] при использовании расплавляющихся прослоек, содержащих бор. Сваривали жаропрочные сплавы на никелевой и кобальтовой основах. Сплавы соединяли между собой и в сочетании с другими сплавами. Испытания на статическое окисление при 1473 К на воздухе в течение 100 ч показали, что область соединения не подвержена окислению. Прочность соединений при нормальной и высокой температурах равна прочности основного металла. Особенностью процесса являются небольшие давления сжатия примерно 0,3—0,5 МПа. Поэтому процесс характеризуется длительными выдержками до 24 ч при температуре 1444 К. В данном случае происходит изотермическая кристаллизация припоя. Такая схема процесса по производительности значительно уступает рассмотренному в настоящей главе процессу соединения с максимально возможным выдавливанием жидкой прослойки вместо ее изотермической кристаллизации. Удаление прослойки при сжатии обеспечивает высокую гомогенность металла в зоне [c.182]

Таблица 3.21. Механические свойства жаропрочных никелевых и кобальтовых сплавов [3,24]

Рассмотрение параметров и конструкций некоторых конкретных современных и перспективных авиационных ГТД показывает, что для них характерны высокие значения термодинамических параметров рабочего процесса и большая эффективность работы узлов. В этих ГТД применяются в основном двухвальные конструкции турбокомпрессорной части с высоконагруженными вентиляторными, компрессорными и турбинными ступенями, кольцевые компактные камеры сгорания, охлаждаемые турбины, укороченные форсажные камеры с регулируемыми реактивными соплами. При конструировании двигателей принимаются специальные меры по снижению уровня шума, дымления и выделения загрязняющих веществ. В их конструкции наряду с известными сплавами используются новые жаропрочные эвтектические сплавы на никелевой и кобальтовой основе, новые титановые сплавы, начинают использоваться композиционные материалы. При изготовлении двигателей применяются совершенные и высокопроизводительные технологические процессы. Ресурс двигателей военных самолетов и вертолетов составляет многие сотни часов, а гражданских — многие тысячи часов. Наряду с эксплуатацией двигателей при установленном фиксированном ресурсе начата эксплуатация двигателей по техническому состоянию. [c.185]

По уровню прочности стали и сплавы, используемые при высоких температурах, могут быть в первом приближении разделены на следующие 5 групп. Ниже 300- 350" С наибольшую прочность имеют простые конструкционные стали, обработанные на высокую прочность. Для работы при этих температурах, например барабанов котлов, нет необходимости в применении специальных теплоустойчивых сталей. Для работы в интервале 350—550° С оптимальными являются сравнительно слаболегированные теплоустойчивые стали перлитного и бейнитного классов. Для температур 500—600° С целесообразно использовать высокохромистые жаропрочные стали мартенситного класса на базе 12% хрома при температурах 550—700° С — аустенитные жаропрочные стали, а при 650—900° С — сплавы на никелевой и кобальтовой основах. [c.30]

В связи с успехами в области создания новых жаропрочных сплавов на основе молибдена и других тугоплавких металлов, нередко высказываются соображения о том, будто железо-нике-левые и никелевые сплавы уже исчерпали себя. Такой вывод нам кажется преждевременным. Комплексное легирование сплавов на никелевой и кобальтовой основах в сочетании с дальнейшим совершенствованием технологии их производства и термической обработки несомненно позволит добиться дальнейшего повышения их жаропрочности. [c.13]

В настоящее время имеются сведения о микроструктуре почти всех двойных и псевдобинарных никелевых и кобальтовых эвтектик, для которых известны равновесные диаграммы состояния. В обзоре Хогана и др. [20] систематизированы данные о микроструктуре и кристаллографических характеристиках более чем 150 эвтектических сплавов. Однако целесообразный отбор двойных и псевдобинарных эвтектик как возможного жаропрочного конструкционного материала не всегда легко осуществим. [c.113]

Феррито-мартенситные нержавеющие стали обрабатываются так же успешно, как и обычные малоуглеродистые стали. Значительно сложнее положение с аустенитными и особенно жаропрочными сложнолегированными сталями и сплавами на никелевой и кобальтовой основе. Это вызвано большой склонностью к наклепу и малой теплопроводностью последних. В процессе резания этих материалов возникают чрезвычайно высокие температура и нагрузка, способствующие усиленному адгезионному и диффузионному износу. [c.168]

Реактив предложен и употребляется в основном для травления нержавеющих и жаропрочных сталей с никелем, хромом, кобальтом, бором и т.д. [88]. При кратковременном травлении выявляются границы зерен. Реактив можно использовать для определения глубины азотированного слоя, структуры поверхностного слоя и основы стали после электроискровой обработки [51], теллурида германия [21], а также для травления никелевых и кобальтовых сплавов В последнем случае время травления несколько увеличивают. [c.47]

Материалы и сплавы Медь, МК М2, М3 (ГОСТ 859-78) Все виды обработки деталей из сталей и жаропрочных сплавов на никелевой и кобальтовой основе [c.840]

Имеется большое число марок жаропрочных сталей и сплавов, предназначенных для работы в том или ином интервале температур. Так, для работы в интервале 350—500° применяются стали ферритного класса, в интервале 500—650° — стали аустенитного класса и в интервале 650—800° — сплавы на никелевой и кобальтовой основе. [c.227]

Для работы при температурах до 350° С применяют углеродистые стали, а для работы при более высоких температурах наибольшее распространение получили легированные стали, а также сплавы на основе никеля и кобальта. ГОСТ 5632—61 предусмотрено большое число марок жаропрочных сталей, а также марки сплавов на никелевой и кобальтовой основе. Жаропрочные стали и сплавы выбирают в зависимости от их назначения, требуемой температуры и срока работы изделий, а также температуры начала интенсивного окалинообразования. [c.186]

Материалы, применяемые в настоящее время для деталей газовых турбин, могут быть подразделены на следующие основные классы перлитные, хромистые ферритные, ферритно-мартенсит-ные, мартенситные и аустенитно-мартенситные, аустенитные стали, титановые сплавы и, наконец, сплавы на никелевой и кобальтовой основе. Для жаропрочных сталей ферритного, фер-ритно-мартенситного и аустенитно-мартенситного классов, к которым относятся хромистые стали с 12 и 17% Сг, а также жаропрочных сталей перлитного класса часто используют общий термин ферритные стали . [c.41]

Интенсивные исследования и разработка жаропрочных материалов были начаты в середине сороковых годов. В это время и в начале пятидесятых годов были разработаны никелевые и кобальтовые сплавы, которые выдерживают температуры высокоскоростных газовых потоков до 800° С. Как попытка найти компромисс между плохими высокотемпературными свойствами металлов и низкими механическими свойствами керамики были разработаны керметы. Когда необходимы материалы, работающие при температурах, превышающих 1370° С, обращаются к керметам, представляющим собой смеси металлов и керамик. Они более устойчивы к окислению, чем большинство металлов, но хрупки и чувствительны к тепловым и механическим ударам короче, свойства их близки к свойствам керамики. [c.144]

Жаропрочные литейные сплавы на основе никеля и кобальта находят применение для изготовления деталей реактивных авиационных двигателей. Однако жаропрочные сплавы на никелевой основе получили большее распространение, чем сплавы на кобальтовой основе, так как никелевые сплавы значительно дешевле кобальтовых. [c.409]

Когда скорость самолетов начала приближаться к звуковому барьеру, ученые еще не занимались аэродинамической тепловой проблемой. Ее решение началось с использования в авиации алюминиевых сплавов, жаропрочных сталей, а вслед за ними и титановых и кобальтовых сплавов. Реактивные двигатели вызвали к жизни новые высокотемпературные конструкционные материалы и покрытия. Сопла ракет заставили кобальтовые и никелевые сплавы отступить перед вольфрамовыми. [c.139]

Современные никелевые и кобальтовые жаропрочные сплавы— сложные по составу композиции, отвечающие высоким требованиям к физическим, механическим и химическим свойствам. В связи с этим эвтектические сплавы также являются сложными. Таким образом, хотя моновариантные эвтектики позволяют изменять состав и объемное содержание упрочняющей фазы вдоль эвтектического желоба, иногда требуется еще большая степень свободы в изменении состава. В частности, направленные двухфазные структуры получают в сплавах, которые по составу термодинамически мпоговариаптны, а не инвариантны или монова-риантны, как в двойных или тройных системах, описанных ранее, В качестве примера применен этот подход к богатой никелем четырехкомпонентной системе (рис. 9) из-за удобства и простоты графического изображения, хотя аналогичный анализ может быть проведен для более сложных систем. Для четырехкомпонентной системы реакция, обеспечивающая образование желаемой анизотропной двухфазной структуры, служит реакцией одновременного выделения двух твердых фаз из жидкости. На рис, 9 показана политермическая проекция четырехкомпонентной системы Ni— А1—Nb—Ср. Грани тетраэдра представляют политермические проекции тройных систем Ni—А1—Nb, Ni— r—Nb и Ni—Gr—Al. Рост двойной эвтектики Ni—NijNb и рост моновариантных эвтек. [c.124]

Такой способ соединения особенно эффективен, например, для высокотемпературных никелевых или кобальтовых жаропрочных сплавов, которые обычно паяют хрупкими припоями, легированными неметаллическими депрессантами, такими как кремний, бор, и малопластичным металлическим марганцем. Способ, по данным Дж. С. Хоппина, применен впервые для соединения деталей авиационных газовых турбин, в частности, лопаток из жаропрочных никелевых сплавов системы нимоник в связи с необходимостью устранения склонности металла входных кромок лопаток к образованию межзеренных трещин в результате термической усталости. Этот участок лопаток изготовляют из монокристалла, который присоединяют к остальной части лопатки путем пайки по вышеуказанному способу. В качестве припоя—активатора паяемой поверхности для сплава Rene-80 рекомендован припой состава 0,18% С 1% В 18% Сг Ni — остальное. [c.305]

Литниковые системы при литье жаропрочных сплавов с направленной кристаллизацией При изготовлении лопаток из жаропрочных сплавов на никелевой и кобальтовой основах применяется процесс направленного затвердевания за счет создания однонаправленного температурного градиента. Строгая направленность затвердевания снизу вверх обеспечивается при применении водоохлаждаемого холодильника в нижней части формы и нагрева ее верхней части индуктором (рис. 80). [c.160]

Жаропрочные деформируемые сплавы на железоникелевой, никелевой и кобальтовой основах (типа ХН77ТЮ, Х20Н80Т) или литейные (типа ЖС6-К, ВЖ36-Л2). Первые применяют для деталей, работающих при температурах 750—900° С, вторые — при температурах 900—1000° С в условиях больших нагрузок. Эти стали подвергают закалке и старению. Обрабатываемость деформируемых сплавов в 6—12 раз ниже, чем стали 45. Литейные сплавы по сравнению с ними обладают меньшей вязкостью, меньше при их обработке и силы резания. Наличие большого количества интерметаллидных включений и карбидов приводит к тому, что обрабатывать литейные сплавы инструментом из быстрорежущей стали практически нельзя из-за большого износа. Поэтому в основном применяют инструменты, оснащенные твердым сплавом, причем скорости резания назначают в 15—20 раз более низкие, чем. при обработке стали 45, как правило, они не превышают 8—10 м/мин. [c.34]

К жаропрочным сталям и сплавам, имеющим при повышенных температурах достаточно высокие характеристики прочности, о1носится большая группа сложнолегированных сплавов на железной, никелевой и кобальтовой основах с присадками хрома и ряда легирующих элементов . Особенно широкое применение эти сплавы получили в связи с развитием газовых турбин различного назначения. [c.115]

Поскольку возможности создания новых композиций жаропрочных сплавов на железной, никелевой и кобальтовой основах не безграничны, сейчас, большое внймание уделяется повышению качества, а следовательно, и работоспособности существующих сплавов. [c.166]

Никелевые и кобальтовые ЭКМ являются жаропрочными материалами и по поведению при растяжении делятся на две группы хрупкие и пластичные. Хрупкими, например, являются Ш1келевые пластинчатые ЭКМ с объемной долей упрочнителя более 33—35 %. К пластичным относятся волокнистые ЭКМ с объемной долей упрочнителя 3—15%, например сплавы никеля и кобальта, упрочненные монокарбидами тантала, ниобия, гафния. [c.361]

В более тугоплавких железе, кобальте, никеле и их сплавах наряду с интерметаллидами в качестве упрочняющих фаз широко используются карбиды и нитриды, но не окислы, поскольку кислород в этих металлах почти нерастворим. В сталях упрочнение достигается прежде всего благодаря выделению цементита (перлитное, бейнитное и мартенситное превращения), а также с помощью специальных карбидов хрома, молибдена, вольфрама, а при старении — с использованием дисперсных карбидов и нитридов ванадия. Карбиды титана, циркония, гафния и в значительной степени ниобия и тантала уже настолько устойчивы, что в сталях, никелевых и кобальтовых сплавах почти не растворяются и в процессах старения не участвуют. Однако они полностью диссоциируют в расплавах и вьщеляются при кристаллизации, так что могут быть использованы для повьипения износостойкости сталей и никелевых сплавов, а при эвтектическом содержании — для жаропрочных однонаправленно кристаллизованных сплавов. [c.121]

Имеющиеся в настоящее время жаропрочные стали и сплавы на никелевой и кобальтовой основе, которые могут работать при температурах 650—870 С, уже не удовлетворяют требованиям сверхзвуковой авиации и ракетной техники. Появилась потребность в материалах, обладающих достаточной длительной прочностью нри температурах 1100 С и выше. По этой причине в настоящее время особое внимание уделяется тугонлавким металлам и их сплавам. [c.460]

Жаростойкость и термостойкость алюминидных покрытий на жаропрочных никелевых и кобальтовых сплавах могут быть существенно повышены 2 при диффузионном легировании этих покрытий танталом, ниобием или сплавами на их основе. Покрытие, полученное при одновременном насыщении танталом и алюминием, предназначено прежде всего для защиты лопаток газовых турбин и обеспечивает их длительную эксплуатацию при 1090° С, умеренную при 1150° С и кратковременную до 1200° С. Для нанесения покрытия из дисперсных (менее 0,040 мм) порошков тантала [50—80% (по массе)] и алюминия [20—50% (по массе)] на органической связке (ацетон, амилацетат, нитроцеллюлоза) готовят густую пасту, которую наносят затем на обрабатываемую поверхность. После сушки пасты при повышенных температурах изделия подвергают диффузионному отжигу в вакууме, в восстановительной или инертной среде при 980— 1150 0 в течение нескольких часов. Для получения качественных покрытий порошковую смесь размалывают в шаровой мельнице в течение 12—24 ч до вязкости 700 200 спз. Легирование алюминидов никеля танталом повышает их устойчивость при высоких температурах и значительно замедляет диффузионные процессы, приводящие к превращению высших алюминидов в низщие, которые рассасываются в основе. [c.289]

Хороших характеристик внутреннего трения при высоких температурах не имеют и все другие высокотемпературные сплавы. Циклическая вязкость жаропрочных сплавов на никелевой и кобальтовой основах при 20° крайне низкая. Повышение температуры до 600—650° сопровождается дальнейшим снижением декремента колебаний никелевого сплава (исследовался сплав ЭИ607), хотя и вызывает некоторое повышение декремента кобальтового сплава виталлиум. При 650° абсолютные значения декремента колебаний никелевых и кобальтовых сплавов так же низки, как и у высоколегированных сталей аустенитного класса. [c.315]

США (сплавы Х40, Х45, МАЯ-М-509, Р8Х414 и др.) в связи с их высокой жаростойкостью, обусловленной повышенн1) М[ содержанием хрома (20-30%), а также тем, что при 1100 С литые кобальтовые сплавы не уступают по жаропрочности литым сплавам на никелевой основе. Для рабочих лопаток эти сплавы из-за пониженной по сравнению с никелевыми сплавами жаропрочности при рабочих температурах 800-1000 С обычно не применяются. Упрочнение кобальтовых жаропрочных сплавов осуществляется главным образом за счет карбидных фаз, в первую очередь -карбидов вольфрама. Большинство промышленных сплавов содержит поэтому от 0,25 до 1% углерода, а также 10-20% никеля, что позволяет повысить их жаропрочность. [c.58]

Простые силицидные покрытия, получаемые на жаропрочных сталях, никелевых и кобальтовых сплавах методами диффузионного насыщения в порошках, обладают высоким сопротивлением окислению и газовой коррозии в присутствии соединений ванадия. Однако их исключительная хрупкость, низкое сопротивление термоудару и способность соединения N181 образовывать эвтектики с N1281 и N1812 при температуре плавления 965 С делает этот вид покрытий практически непригодным для широкого использования в газотурбостроении. Кремний быстро диффундирует из поверхностных слоев силицидного покрытия в металл при рабочей температуре, что приводит к увеличению скорости ползучести жаропрочных сплавов. [c.347]

Однако следует иметь в виду, что это относится к обычным жаропрочным сталям и сплавам на железной, никелевой или кобальтовой основе, критический интервал хрупкости которых располагается в области отрицательных температур. Испытания на термоусталость в температурном диапазоне 20ч 1200°С некоторых сплавов на основе хрома, у которых температура хрупкого перехода сотавляла 30—50° С, показали, что все разрушения происходят при нижней температуре цикла, когда пластичность материала невелика. Вместе с тем при верхней температуре цикла эти сплавы имеют высокую пластичность. Для таких материалов деформационный критерий термоусталостной прочности должен учитывать минимальное значение предельной пластичности. [c.126]

Наиболее часто жаропрочные сплавы классифицируют по составу основы твердого раствора на железной, никелевой, кобальтовой, хромовой, молибденовой основе. Однако многие сплавы содержат в основе несколько металлов, что затрудняет отнесение их к той или иной группе по металлу основы. По структурному признаку эти сплавы подразделяют на следующие группы ферритные, феррито-перлит-ные, мартенситные, аустенито-ферритные, аустенито-мартенситные, аустенитные, аустенито-карбидные, аустенито-иитерметаллидные литейные, высокохромистые и никелевые чугуны. [c.115]

Особенно затруднительна обработка сложнолегированных аустенит-ных жаропрочных сплавов на хромо-никелево-кобальтовой основе, применяемых для деталей машин, работаюш,их при нагреве до 900° С. Они отличаются большой вязкостью и склонностью к наклепу. [c.329]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...