Влияние МТО на жаропрочность металлов и сплавов

Влияние МТО на жаропрочность металлов и сплавов [c.28]

Основным легирующим элементом в промышленных титановых сплавах является алюминий. Два следующих по значимости легирующих элемента — ванадий и молибден. Еще в качестве легирующих элементов используются по крайней мере семь металлов Сг, Мп, Fe, Си, Sn, Zr, W. Для микролегирования используют Nb, Та, Pd и др. Легирующие элементы оказывают различное влияние на свойства сплавов А1, Zr, Nb повышают жаропрочность до 550°С Мо, Zr, Nb, Та, Pd повышают коррозионную стойкость в кислотах. [c.196]

Многие используемые в технике сплавы металлов содержат более двух компонентов. Тройные, четверные и многокомпонентные сплавы могут обладать такими свойствами, которые нельзя получить у двухкомпонентных сплавов. Например, при помощи многокомпонентного легирования можно получить сплавы с весьма высокой жаропрочностью. Совместное влияние нескольких компонентов сплава на его свойства часто отличается от влияния каждого в отдельности. Для анализа превращений многокомпонентных сплавов используют тройные, четверные и более сложные диаграммы состояния. Для изображения однокомпонентной системы достаточно нанести точки на прямой линии, диаграмму состояния двухкомпонентной системы изображают в виде плоского графика. Диаграмму состояния сплавов с тремя компонентами изображают в пространстве. Состав сплава определяется по положению на концентрационном равностороннем треугольнике (рис. 38). [c.57]

Если компоненты флюсов предварительно обезводить, паяные соединения получаются более высокого качества, что объясняется уменьшением вредного влияния на металлы образующихся в процессе флюсования паров воды. Для пайки нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов эти флюсы оказались непригодными, так как не удаляют с их поверхности химически устойчивые окисные пленки, содержащие в своем составе окислы хрома, титана и других активных элементов. Поэтому при пайке легированных сталей и жаропрочных сплавов применяют боратные флюсы сложного состава, в которые вводят в качестве растворителей окисной пленки фториды металлов. Наиболее распространенные флюсы сложного состава на основе боратов приведены в табл. 7. [c.42]

Поэтому очистка сплава (соответствующими металлургическими приемами, а также использованием чистой шихты) от вредных примесей, образующих легкоплавкие фазы и эвтектики, — важное средство повышения жаропрочности сплава. Такими вредными примесями являются примеси легкоплавких металлов, например олово, свинец, сурьма, а также сера и примеси других элементов, образующих легкоплавкие эвтектики или соединения, которые располагаются по границам зерен и резко снижают жаропрочность. Некоторые элементы устраняют влияние вредных примесей, вступая с ними в химическое соединение и образуя более тугоплавкие соединения. Таково, например, действие церия в никелевых сплавах. [c.463]

Влияние вредных примесей. К вредным примесям относятся сера и фосфор, а также легкоплавкие цветные металлы - свинец, висмут, олово, цинк, мышьяк и др. Источниками поступления их в сплав являются шихтовые материалы, окислители, восстановители и флюсы. При наличии в сплавах 0,03 - 0,1% S образуются сульфиды металлов FeS, MgS, MnS, MoS и др. При кристаллизации хрупкие сульфидные эвтектики сосредоточиваются по границам зерен основного металла и вызывают при 985 - 1190°С красноломкость сплава (температуры плавления сульфидов приведены на ). В жаропрочных сплавах, предназначенных для отливок ГТД, содержание серы допускается в пределах 0,01-0,02%. [c.269]

В книге обобщены экспериментальные исследования по влиянию различных видов комбинированного термомеханического воздействия на механические свойства металлов и сплавов (статическая и циклическая прочность, жаропрочность). Природа упрочнения металлов при термомеханической и механико-термической обработках проанализирована на основе структурно-энергетического подхода к факторам, вызывающим повыщение прочности. [c.2]

Что касается материалов с покрытиями, то особый интерес методика вызывает потому, что она дает возможность изучения дислокационных изменений в структуре материала при механическом нагружении, которые в настоящее время исследовать иными способами на таких объектах не представляется возможным. Метод внутреннего трения позволяет так ке установить характер влияния покрытия на кинетику дислокаций в приповерхностных слоях основного металла и прогнозировать долговечность, прочность и жаропрочность конструкционных металлов и сплавов с покрытиями [25]. [c.184]

Абсолютно полного снятия макронапряжений после нагревов обычно не достигают, сохраняется небольшой разброс на уровне О—5 кгс/мм при нагревах в вакууме и до 10—15 кгс/мм при нагревах в воздушной среде. Из возможных причин сохранения небольших значений макронапряжений после нагревов можно указать на селективное окисление жаропрочных сплавов, сопровождаемое возникновением термических сжимаюш,их напряжений, а также влиянием процессов травления, вызываюш их сжимающие напряжения в зоне травления за счет внедрения (адсорбции) в металл продуктов реакции. [c.148]

При этом следует полагать, что для каждого металла и температуры его испытания существует определенная степень предварительной пластической деформации, которая обеспечивает в данных условиях максимальную прочность его при статическом и циклическом нагружении. Это положение экспериментально подтверждено в наших исследованиях. Наряду с закономерностями влияния на усталость параметров качества поверхностного слоя получены численные значения оптимальных величин предварительной пластической деформации для различных температур испытания жаропрочных сплавов из условий их максимальной прочности. [c.172]

Сложность механической обработки тугоплавких металлов, как и нержавеюш,их и жаропрочных сталей и сплавов, определяется прежде всего интенсивным износом инструмента. Высокие температуры рабочих поверхностей инструмента и зависимость их от режима обработки оказывают различное влияние на природу износа, меняется и его интенсивность. В свою очередь, от износа зависит количество выделяюш,егося тепла и его распределение, а влияние различных элементов режима обработки на износ при этом может резко изменяться. При точении молибденового сплава BMI со скоростью 40 м/мин стойкость резца уменьшается с ростом подачи при скорости 30 м/мин подача на стойкость не влияет, а при еще меньшей скорости увеличение подачи ведет даже к повышению стойкости [46]. Применение смазочно-охлаждающих. жидкостей (СОЖ) при обработке жаропрочных материалов может дать повышение стойкости твердосплавного инструмента до 10 раз и совсем не сказывается и даже снижает стойкость инструмента из быстрорежущей стали. При работе без СОЖ производительность резцов с пластинками из твердых сплавов может быть даже ниже, чем резцов из быстрорежущей стали. [c.39]

Если данные по влиянию переплавных методов на Длительную жаропрочность сплавов в известной мере разноречивы, то их положительное влияние на свойства пластичности несомненно. Отмечается [7, 851 повышение как технологической, так неслужебной пластичности средне- и сильно упрочненных сталей и сплавов на металле ВДП, ВИП и в особенности ЭШП (см. рис. 70). [c.169]

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]

Некоторые из легирующих элементов (например, хром) могут уменьшать, а некоторые (например, никель) - увеличивать склонность металла к горячим трещинам. Для сталей и жаропрочных сплавов влияние основных элементов можно оценить приближенно по отношению эквивалентного содержания хрома Сгэ и никеля Ni, [c.32]

Высокочастотной сваркой изготавливают прямошовные трубы из неочищенной горячекатанной малоуглеродистой стали. Применение радиочастоты (более 400 кГц) позволяет сваривать продольные швы труб из алюминия, жаропрочных сплавов, легко окисляющихся металлов. Швы получаются с незначительным внутренним гратом, с малой шириной зоны термического влияния, с хорошими механическими свойствами. Процесс сварки не чувствителен к состоянию поверхности деталей, не требует специальной подготовки кромок, легко автоматизируется, высокопроизводителен скорость сварки труб достигает [c.264]

Роль оплавления в развитии пористости при термоциклировании изучена в работах [210—212, 249, 255] на примере анизотропного в отношении термического расширения металла. Влияние легкоплавких примесей на рост изотропных металлов, являющихся основой большинства жаропрочных сплавов, исследовано хуже. В связи с этим автором совместно с И. А. Чернышевой и Л. А. Шевченко исследованы структурные и объемные изменения, происходящие при термоциклировании сплавов алюминия с кадмием, оловом, свинцом и висмутом. С алюминием указанные элементы не образуют промежуточных фаз и имеют сравнительно низкую температуру плавления. Благодаря большому различию в температурах плавления алюминия (660° С) и температур солидуса сплавов можно было варьировать в широком интервале значения верхней температуры цикла, при которой сплавы остаются в твердо-жидком состоянии. [c.105]

Жаропрочность определяется комплексом свойств материала при высоких температурах и зависит от большого числа факторов. Основными из них являются ползучесть, длительная прочность и пластичность. Большое влияние на жаропрочность оказывает структурное состояние металла или сплава и степень его устойчивости при данной температуре во времени. [c.5]

Если вторая фаза не обладает растворимостью в основном металле, то очевидно, что при ее введении мы не получим эффекта дисперсионного упрочнения. Наоборот, при низкой температуре плавления этой фазы и появлении эвтектик, образуемых ею с основой сплава, наблюдается обычно резкое снижение уровня жаропрочности, сопровождаемое повышенной хрупкостью. С указанным явлением необходимо считаться при оценке влияния таких примесей, как 8, Р, 8п, РЬ, 8Ь и других, образующих легкоплавкие эвтектики по границам зерен. Их вредное влияние повышается [c.31]

Можно еще долгие годы дискутировать по вопросам, касающимся природы, физической сущности появления у аустенитных сталей и сплавов склонности к локальным разрушениям. Но уже сегодня можно не сомневаться в том, что обусловлена эта склонность действием двух главных факторов термическим и силовым влиянием сварки плавлением. Локальные разрушения поражают основной металл там, где он был перегрет до температур, превышающих 1200—1300 С. Следовательно, чтобы не было локальных разрушений, нужно либо не допускать перегрева, либо иметь основной металл, не реагирующий на воздействие сварки плавлением. В будущем, возможно, удастся решить эту задачу. Мы видели, например, что легирование аустенитных жаропрочных сталей и сплавов бором делает их несклонными к локальным разрушениям. Но ведь далеко не всегда можно пойти на легирование бором. А как же быть с высокожаропрочными дисперсионно-твердеющими сплавами, со многими сталями и сплавами, система легирования которых не терпит бора Более надежным следует признать другой путь недопущение перегрева свариваемого металла в процессе сварки. [c.363]

Тем не менее, учитывая положительное влияние переплава на целый комплекс характеристик, определяющих эксплуатационную надежность жаропрочных сталей и сплавов, следует ориентироваться на использование в сварных конструкциях только металла, подвергшегося этому переделу, причем, речь идет не только об электрошлаковом, но и о других видах переплава — вакуумно-дуговом, электроннолучевом и плазменном. [c.425]

Ковка высоколегированных жаропрочных сталей и сплавов 503—516 — Влияние режима на ударную вязкость 510 — Влияние структуры на механические свойства 509 — Влияние ЭШП на качество металла 506 — Зависимость ковочных свойств от способа выплавки 505 — Зависимость критической степени деформации от температуры 514 — Ка- [c.561]

Покрытие, полученное напылением термореагирующего N1— А1-порошка НА67, обладает комплексом свойств, обеспечивающих его успешное применение в теплонапряженных конструкциях [1]. При длительной эксплуатации таких конструкций существенное влияние на работоспособность покрытия начинают оказывать диффузионные процессы в слое покрытия и на границе его с подложкой, как это имеет место, например, при эксплуатации алитированных слоев. В ряде случаев это может приводить к изменению прочностных характеристик основного материала (подложки) [2]. Известен опыт торможения диффузионных процессов в напыленном покрытии из алюминидов никеля за счет введения в его состав фосфора [3]. Однако присутствие фосфора в покрытии, напыленном на жаропрочные материалы, по-видимому, неприемлемо. Более перспективным представляется введение в состав покрытия тугоплавких металлов, входящих в состав жаропрочных никелевых сплавов. [c.112]

В работе [23а] исследовано влияние содержания легирующих элементов на жаропрочные свойства сплавов системы Мо—Ti (сплав (1 1,76% Ti —0,42%С сплав II 4,2% Ti —0,95%С). Увеличение содержания легирующих элементов, сопровождающееся ростом количества упрочняющей фазы, приводит к повышению прочности сплавов. Так, значение предела прочности и текучести сплава II на 15—207о выше, чем сплава I, при температуре до 1000°С. Относительное сужение, характеризующее наибольшую пластичность металла при разрыве, напротив, выше у сплава I (рис. 3.18). Повышение температуры испытания приводит, во-первых, к снижению прочностных и росту пластических характеристик сплавов и, во-вторых, к нивелировке различия прочности сплавов с разным содержанием легирующих элементов —при температуре испытания 1400°С пределы прочности и текучести обоих сплавов практически одинаковы. Это, по-видимому, связано с термической нестабильностью сплавов в деформированном состоянии. Для проверки этого предположения были проведены испытания механических свойств сплавов в термически более стабильном литом состоянии с дополнительной [c.67]

Первыми работами, в которых была показана возможность повысить некоторые механические свойства жаропрочных сталей аустенитного класса методом ВМТО, явились исследования В. Д. Садовского с сотрудниками [16, 70, 74—76]. В дальнейшем систематические работы по влиянию ВМТО на структуру и свойства жаропрочных сталей были проведены М. Г. Лозинским, Е. Н. Соколковым и др. на широком круге металлов и сплавов [13, 14, 71, 73, 77—81]. [c.44]

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]

Из кинетической концепции процесса разрушения [57] следует, что в основе разрушения лежат последовательные элементарные акты распада межатомных связей. Для сложнолегированных гетерогенных жаропрочных сплавов трудно (если вообще возможно) оценить межатомные силы связи твердого раствора, на которые влияют легирующие элементы и степень легирования. Нельзя также не учитывать возможного влияния на закономерности зарождения и развития повреждений диффузных процессов, особенностей дислокационной структуры и других факторов. В этих условиях оценка параметров уравнений долговечности должна базироваться на методах, позволяющих отразить все особенности развития процесса деформирования и разрушения в пределах анализируемой температурно-силовой области службы металла в интегральной форме. [c.69]

Во втором издании (первое - в 1986 г.) рассмотрены основные положения теории коррозии металлов и сплавов. Проанализировано влияние условий эксплуатации на коррозию конструкционных сплавов. Изложены принципы создания металлических сплавов повышенной стойкости. Приведены свойства важнейших конструкционых материалов, в том числе данные по жаропрочным и жаростойким конструкционным сплавам. Указаны способы повышения коррозионной стойкости поверхностное легирование, создание металлокерамических сплавов, получение сплавов в аморфном состоянии, современные методы борьбы с газовой коррозией. [c.160]

В зависимости от соотношения влияния этих процессов в данных условиях испытания возможно как упрочнение, так и разупрочнение предварительно деформированного металла. При повышении температуры и продолжительности испытания роль и значение процессов разупрочнения возрастает по сравнению со значением деформационного упрочнения, что в случае наклепа приводит к понижению характеристик усталости и жаропрочности сталей и сплавов по сравнению с ненаклепанным состоянием. На характер зависимостей длительной прочности, ползучести и сопротивления усталости от предварительного наклепа влияет субструктура, возникающая в зернах в результате предварительной деформации металла и отжига. [c.200]

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]

Было показано, что такое комплексное легирование металла шва обусловливает более высокую длительную прочность его по сравнению с деформируемыми сплавами, легированными лишь титаном и алюминием, как например, со сплавом ЭИ437Б (табл. 28). Это может быть объяснено влиянием собственно молибдена и вольфрама на жаропрочность. Кроме того, их введение снижает растворимость титана и алюминия в твердом растворе, благодаря чему упрочнение металла шва за счет выделения у -фазы реализуется уже при меньшем содержании этих элементов. [c.247]

Приведенными схемами, разумеется, далеко не исчерпываются возможности получения сварных соединений аустенитных жаропрочных сталей и сплавов без их расплавления, т. е. диффузионным способом. Испо льзование той или иной из рассмотренных схем, так же, как и любой другой гипотетической схемы диффузионной сварки, зависит от композиции прослойки и свариваемого металла. Выбор композиции прослойки облегчается знанием растворимости элементов, т. е. знанием диаграммы состояния данной системы сплавов. При рассмотрении проблемы горячих трещин в аустенитных швах (см. гл. IV) мы привлекаем равновесные и приведенные (псевдобинарные) диаграммы состояния для понимания поведения данного элемента, его влияния на структуру и горячеломкость аустенитных швов. Вследствие неравновес-ности процессов первичной кристаллизации сварочной ванны при различных способах сварки плавлением использование равновесных диаграмм состояния, естественно, лишь в первом приближении характеризует истинную картину явлений. При диффузионной сварке расплавление переходного слоя происходит быстро, как только в процессе нагрева будет достигнута температура его плавления. Но затвердевание переходного слоя (прослойки, припоя) идет достаточно медленно, чтобы можно было с полным основанием говорить о применимости равновесных диаграмм состояния для изучения закономерностей ПСП. [c.376]

Состав газовой среды также может существенно влиять на жаростойкость и жаропрочность сплавов Наличие в сре де агрессивных компонентов (например, соединений, содержащих серу ванадий галогены щелочные металлы) вызывает образование легкоплавких или летучих соединений, разрушает защитные окис ные пленки, способствует развитию ло кальных видов газовой коррозии Кроме того, во многих случаях газовая сре да воздействует на сплав не в ста ционарных условиях а динамически т е на поверхность стали действуют скоро стные газовые потоки скорость которых может составлять сотни и тысячи метров в секунду Такие условия работы характерны, например для лопаток газовых турбии деталей обшивки скоростных самолетов и ракет Под влиянием скоростных газовых потоков усиливаются как процессы ползучести (рис 175), так и процесс коррозионно эрозионного разрушения поверхности что связа но с усилением избирательности газовой коррозии эрозионным разру шеинем окисных пленок деформацией и дополнительным разогревом тонких поверхностных слоев при трении среды о поверхность вибра ционными нагрузками переменной частоты и другими эффектами Вследствие этого снижается эксплуатационная стойкость де талей [c.294]

Учитывая, что фактором, определяющим прочность металлов и сплавов при высоких температурах, является жаропрочность твердого раствора, нами было выполнено микроструктурное исследование никеля и его твердых растворов с хромом и титаном. Причем количество хрома и титана было таким же, как и в составе широко применяемого жаропрочного сплава ЭИ437Б. В результате такого подбора материалов для исследования стало возможным установить как отдельное, так и совместное влияние указанных элементов на кинетику деформации никеля при нагреве и растяжении. [c.76]

В. Н. Верезуб [2], исследуя эффективность СОЖ и способа охлаждения при шлифовании жаропрочных сплавов типа ЭИ437Б масловодостойкими абразивными лентами, установил двоякое влияние СОЖ на параметры шероховатости поверхности. СОЖ, создающие прочную масляную пленку, уменьшают глубину фактического внедрения зерна и способствуют уменьшению шероховатости поверхности. Цикл выхаживания сокращается с 55 до 30 ходов. СОЖ с большим охлаждающим эффектом и малой прочностью пленки увеличивает глубину внедрения абразивного зерна в обрабатываемую поверхность, в результате чего шероховатость увеличивается. Например, если при шлифовании всухую стали У7А фактическая глубина срезаемого слоя составляет 26 мкм, то охлаждение струей масла уменьшает фактическую глубину срезаемого слоя металла до 22 мкм, а охлаждение двуокисью углерода увеличивает глубину до 29 мкм. [c.95]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...