Термическая обработка жаропрочных никелевых сплавов

Механические свойства и режимы термической обработки жаропрочных никелевых сплавов [c.185]

Термическая обработка жаропрочных никелевых сплавов [c.208]

В практике пластической деформации и последующей термической обработки многих важных сплавов сложного состава (жаропрочных на никелевой и железной основе, алюминиевых и др.) часто встречаются случаи образования зерен аномально больших размеров, превышающих размеры исходных зерен в десятки и сот- [c.387]

Жаропрочные никелевые сплавы подразделяют на деформируемые и литейные. Жаропрочные свойства деформируемых сплавов формируются при термической обработке. [c.207]

Общим принципом термической обработки жаропрочных сплавов на никелевой основе является определенная последовательность операций, характерная для дисперсионно-твердеющих материалов гомогенизирующий нагрев, быстрое охлаждение и старение при одной или нескольких температурах. Особенностью термообработки жаропрочных сплавов по сравнению с термической обработкой конструкционных сталей является необходимость весьма точной регулировки температуры и контроль за однородностью температурного поля. Детали должны быть защищены от непосредственного радиационного действия нагревателей. Это достигается установкой экранов или использованием муфельных печей. Лучше всего использовать обработку в печах с инертной или защитной средой (аргон, гелий, азот и другие газы). [c.208]

Какой термической обработкой упрочняются жаропрочные никелевые сплавы [c.215]

При традиционных методах обработки жаропрочных сплавов, использующих деформацию в .-области, вследствие высокой их склонности к росту зерен трудно обеспечить получение однородной структуры не помогает и последующее термическое воздействие. Получение изделий с огрубленной и разнозернистой структурой — основной вид производственного брака жаропрочных сплавов. Существует ряд причин возникновения разнозернистости в процессе изготовления изделий из жаропрочных никелевых сплавов [40]. Главные среди них — влияние неоднородностей химического и фазового состава, а также неоднородность деформации, которая может быть вызвана действием внешних сил и термических напряжений. Поэтому представляет интерес рассмотрение свойств жаропрочных сплавов после стандартной термообработки материала деформированного в СП состоянии. [c.250]

Химические составы жаропрочных сплавов на никелевой основе, механические свойства при комнатных и высоких температурах и режимы их стандартной термической обработки указаны в табл. 39, 40 и на рис. 1, 45—51. [c.183]

В настоящее время большое значение приобретает сварка жаропрочных сталей и сплавов с конструкционными применительно к турбокомпрессорам дизельных двигателей. Проведены исследования соединений, выполненных сваркой трением, из следующих сочетаний материалов жаропрочная сталь ЭИ 572 со сталью 40Г для турбин, работающих при температуре до 700°, и жаропрочные сплавы иа никелевой основе ЭН 857 и АНВ-300 со сталью 40Х для турбин, работающих при температуре до 900 °С. Разработана технология сварки и термической обработки. Испытания на усталостную прочность и производственные испытания показали, что сварные соединения из указанных материалов имеют высокие прочностные показатели [11]. [c.190]

Термическая обработка, создающая оптимальные жаропрочные свойства, может отрицательно сказываться на термоусталостных свойствах материала. Термическая обработка никелевого сплава, вызывающая выделение карбидов хрома по границам зерен и обеспечивающая высокие жаропрочные свойства, снижает число циклов до появления трещин при кратковременной термической усталости и увеличивает скорость их роста [21. Однако при испытаниях на термическую усталость с длительными выдержками при максимальных температурах цикла, когда имеется возможность развития процессов релаксации термических напряжений и ползучести от остаточных термических напряжений, термообработка позволяет получить более высокие свойства сплава. [c.152]

Термическая обработка и механические свойства жаропрочных никелевых литейных сплавов [c.218]

Наибольшее значение имеют трещины, возникающие в процессе выдержек при термической обработке по третьему механизму. Они могут образовываться в сварных узлах, изготовленных из низколегированных конструкционных сталей повышенной прочности, теплоустойчивых сталей, а также жаропрочных аустенитных сталей и сплавов на никелевой основе. Очевидно такой широкий ассортимент материалов охватывает большинство сварных конструкций из легированных сталей, работающих в наиболее тяжелых условиях и в первую очередь при высоких температурах. В связи с этим в последнее время вопросам выяснения механизма образования подобных трещин и разработке мероприятий по их устранению уделяется большое внимание и появилось большое число статей, посвященных данной теме. [c.94]

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]

Если речь идет не о кратковременных свойствах, а о длитель-ной прочности, в большинстве случаев следует отдавать предпочтение полной термической обработке. Установлено, например, что без аустенитизации, т. е. одним только старением, не удается достигнуть требуемой жаропрочности сварных швов никелевого сплава типа нимоник (см. табл. 79). [c.261]

К и ш к и н С. т. и др. Влияние высокотемпературной пластической деформации на механические свойства жаропрочных сплавов на никелевой основе. Металловедение и термическая обработка металлов . 1962. № 1. [c.325]

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]

Для никелевых жаропрочных сплавов, комплекс механических свойств которых определяется термической обработкой, вызывающей дисперсионное твердение, чрезвычайно важно обеспечивать надлежащую термическую обработку, включающую аустенизацию и тепловое старение при определенных температурах. Свойства таких сплавов могут значительно изменяться при действии на них температур, приводящих к изменению установившегося при старении равновесия различных фаз. [c.25]

Одними нз самых лучших жаропрочных сплавов на никелевой основе являются сплавы типа нимоник на основе никеля и хрома в соотношении 80 н- 20. Рациональное легирование этой композиции титаном и алюминием за счет никеля привело к резкому повышению жаропрочных свойств после соответствующей термической обработки. [c.739]

Химический состав никелевых жаропрочных сплавов должен соответствовать ГОСТ 5632—61. Некоторые характеристики механических свойств и режим термической обработки этих сплавов приведены в табл. 353. [c.344]

Для повышения стойкости сварных соединений жаропрочных дисперсионно-твердеющих никелевых сплавов против растрескивания при нагревах необходимо заготовки деталей, подлежащих сварке, подвергать стабилизирующей термической обработке. Режимы стабилизации устанавливают в каждом конкретном случае при отработке технологии. [c.387]

При изготовлении поковок из жаропрочных сталей и сплавов часто образуются участки с рекристаллизованной крупнокристаллической структурой. Одной из причин образования крупнозернистой структуры в аустенитных жаропрочных сталях и сплавах на никелевой основе является интенсивное протекание процесса рекристаллизации во время термической обработки деформированного металла. Степень горячей деформации, вызы- [c.240]

Ртищев В.В. Легирование и термическая обработка жаропрочных никелевых деформируемых и литейных изотропных и анизотропных лопаточных сплавов стационарных газотурбинных [c.42]

Развитие жаропрочных никелевых сплавов началось с небольших добавок титана и алюминия к обычному нихрому. Оказалось, что добавление менее 2% титана и алюминия без термической обработки заметно повышает показатели ползучести нихрома при температурах около 700 С. Сплав, содержащий 2,5% титана, 1,5% алюминия, 20% хрома, на основе никеля получил название нимоник-80 и стал первым в больщом ряду последующих модификаций жаропрочных сплавов. Аналог этого сплава — сплав ХН77ТЮ (ЭИ 437). Кроме никеля он содержит 19—22% Сг 2,3—2,7% Т1 0,55—0,95% А1. Широкое применение находит также сплав ХН77ТЮР, дополнительно легированный бором (не более 0,01%). После закалки при 1080—1120°С этот сплав имеет структуру пересыщенного у-раствора с ГЦК-решеткой, небольшую прочность и высокую пластичность, допускающую глубокую штамповку, гибку и профилирование. После закалки и старения при 700 °С сплав приобретает высокую жаропрочность и следующие механические свойства ст, = 1000 МПа, Оо,2 = 600 МПа, б = 25%, у = 28% (рис. 8.8). [c.206]

Наряду с дисперсионным твердением (упрочнением в связи с образованием у -фазы) при соответствующем легировании существенный вклад в упрочнение литейных жаропрочных никелевых сплавов вносят выделяющиеся при литье или термической обработке карбиды (1,5—2%) МС, МазСв, МбС. Однако их роль в упрочнении может проявляться по-разному. Так, с одной стороны, карбиды обладают большей стабильностью, чем у -фаза располагаясь по границам зерен, карбиды упрочняют их. В то же время карбиды, образуя хрупкий зернограничный каркас, снижают тем самым пластичность сплава. Отсутствие смачиваемости карбидов расплавом ослабляет их связь с матрицей (у), а различие в коэффициентах линейного расширения у у-фазы и карбидов превращает последних в потенциальные концентраторы напряжений, которые в условиях циклических нагрузок могут стать местами зарождения микротрещин. [c.362]

Влияние термической обработки на кратковременные свойства сварных] соединений жаропрочного никелевого сплава ЭИ437Б [c.260]

Никелевые жаропрочные сплавы широко применяют благодаря их высокой прочности, коррозионной стойкости и жаропрочности. Помимо основного назначения — изготовления лопаток и других ответственных деталей современных газотурбинных двигателей, эти сплавы применяют для производства штампов и матриц горячего деформирования металлов. Их используют при температурах от 750°С, но не выше 950 - 1000°С. В наиболее жаропрочных сплавах, содержащих около 10 % Сг, недостаток жаростойкости исправляется химико-термической обработкой деталей, в частности алитированием и хромоалитированием. Жаропрочные никелевые сплавы с трудом подвергаются горячему деформированию и резанию. Как и аустенитные стали, они имеют низкую теплопроводность и значительное тепловое расширение. [c.504]

В высоколегированной низкоуглеродистой стали типа тинидур или сплаве на никелевой основе типа нимоник (см. табл. 34) после закалки при высоких температурах, старения при повышенных температурах, по всей вероятности, образуются сверхструктуры (упорядоченные твердые растворы) и интерметаллиды типа NigTi, или промелсуточные фазы. Длительное действие напряжений в условиях повышенных температур люжет вызвать ряд превращений в структуре стали, например, переход пластинчатого перлита в зернистый, что сильно снижает предел ползучести стали. Закалка и отпуск (улучшение) стали, предназначенной для работы при повышенных температурах, создающие все же неустойчивую сорбитную структуру, снижают предел ползучести стали. Поэтому термическая обработка жаропрочной стали долл на обеспечивать у нее наиболее устойчивую структуру при рабочих температурах. Это создается путем соответствующего высокого отпуска, нормализации или отжига. [c.363]

Четвертая группа. Отпуск — вид термической обработки, заключающийся в низкотемпературном (ниже температуры превращения) нагреве закаленного сплава для получения структурно более устойчивого его состояния. Отпуск—вторичная операция, которая осуществляется всегда после закалки. Обычно отпуск сплавов ведут при температурах 160—500° С. Однако и при этой температуре подвижность атомов достаточно большая и они могут перемещаться, перегруппировываться, образуя более устойчивую структуру сплава. Часто при отпуске из пересыщенного твердого раствора выделяются тончайшие частицы химических соединений. Например, при отпуске в стали выделяется цементит РезС, в дуралюмине — соединение СиАЬ, в жаропрочных никелевых сплавах — Ы1з(А1, Т1) и др. [c.159]

Никель обладает более высокой жаростойкостью в окислительных средах, чем железо, так как его единственный оксид NiO менее дефектный, чем оксид FeO. Высокая жаростойкость нихромов (сплав никеля с хромом) объясняется прежде всего образованием шпинели NiO- rjOg. Жаростойкие сплавы на никелевой основе имеют в основном структуру твердых растворов, мало упрочняются термической-обработкой и обладают невысокой прочностью и жаропрочностью, но хорошей технологичностью. Нихромы имеют высокое удельное электрическое сопротивление и поэтому используются как материал для нагревателей электропечей, а также для изготовления камер сгорания, газопроводов и деталей газотурбинных установок. [c.414]

В условиях длительной работы жаропрочных материалов высокое содержание второй фазы неизбежно вызовет ее коагуляцию и уменьшение прочности сплава. Кроме того, резко снижается длительная пластичность за счет интенсивного развития межзе-ренного разрушения. Исходя из этого для сплавов, предназначенных к длительной работе, принимают обычно материалы с меньшим количеством избыточной фазы. При использовании для этой цели материалов, предназначенных для краткосрочной службы, удается повысить их длительную прочность и пластичность при переходе к ступенчатой термической обработке 150 ], отличающейся от обычной введением после закалки промежуточных режимов старения при температурах на 100—200° С выше рабочей в целях прохождения процессов коагуляции избыточной второй фазы. Применение этого вида старения позволило использовать для длительной работы в энергетических стационарных установках ряд сплавов на никелевой основе, разработанных для авиационных газовых турбин кратковременного действия. Эта операция явилась полезной и для стареющих алюминиевых сплавов в случае их применения при высоких температурах. [c.31]

С введением в сталь таких легирующих элементов, как молибден,.хром, ванадий и других, являющихся основными элементами теплоустойчивых и жаропрочных сталей и повышающих заметно релаксационную стойкость, температура отпуска для снятия напряжений повышается. Для хромомолибденовых сталей она составляет уже 660—680° С, для хромомолибденованадиевых — 700° С, а для высокохромистых — около 720° С. Соответственно стабилизация для снятия сварочных напряжений конструкций из аустенитных сталей типа Х18Н10Т и им подобных должна проводиться при температурах 800—850° С [15], а более жаропрочных сталей и сплавов на никелевой основе — при температуре не ниже 900° С. Очевидно, что нагрев при высокотемпературной термической обработке во всех случаях обеспечивает снятие сварочных напряжений, однако высокие скорости охлаждения, свойственные обычно этому виду термической обработки, могут приводить к появлению нового вида остаточных напряжений, обусловленных неравномерностью охлаждения отдельных участков изделия. Снятие их, там где это необходимо, требует проведения дополнительных операций отпуска или стабилизации. [c.84]

Совершенно иным является развитие процесса при термической обработке сварного соединения, склонного к растрескиванию. Для металла околошовной зоны в данном случае (рис. 61, б) характерна в условиях ползучести повышенная склонность к меж-зеренному разрушению. Поэтому кривая длительной прочности 1 будет иметь больший наклон, чем аналогичная кривая на рис. 61, а, и пересечение ее с кривой релаксации 3 произойдет сравнительно быстро за время Однако и в этом случае вероятность образования трещин мала, так как обычно и при межзеренном разрушении возможная деформация больше деформации за счет релаксации напряжений (рис. 61, г). Лишь при сварке сплавов повышенной жаропрочности, например дисперсионнотвердеющих никелевых сплавов, степень повреждаемости границ зерен околошовной зоны которых особенно велика, можно ожидать появления трещин при термической обработке и без концентраторов. Растрескивание можно ожидать также и при чрезмерной жесткости свариваемых узлов из аустенитных и теплоустойчивых сталей. [c.100]

При использовании сталей, склонных к образованию трещин при термической обработке, следует избегать соединений высокой жесткости, например, типа показанных на рис. 56 вварных толстостенных штуцеров в сосудах. При повышенной жесткости сварных соединений, например, в сварных узлах паропроводов из Сг-Мо-У стали при толщине стенки свыше 20—30 мм или сварных штуцерах с непосредственной сваркой труб любой толщины друг с другом, нужно вводить операцию зачистки наружной поверхности швов до плавного сопряжения с основным металлом перед термической обработкой, чтобы исключить эффект концентрации напряжений. Целесообразно в ряде случаев рассматривать вопрос о возможности перехода к высокотемпературной термической обработке (нормализации для перлитных сталей и аустенитизации для аустенитных). Можно также вводить предварительную облицовку кромок, так как в этом случае жесткость сварного соединения заметно меньше и степень повреждения границ зерен око-лошовной зоны при воздействии ТДЦС также снижается. Для высоколегированных аустенитных сталей и сплавов на никелевой основе повышенной жаропрочности целесообразным бывает использование металла, выплавленного по совершенной металлургической технологии, применение мелкозернистого материала и ряд других методов, детально рассмотренных в главах, посвященных соответствующим типам материалов. [c.103]

При сварке неупрочненного сплава марки Э435 каких-либо трудностей не встречается. Листовые конструкции из него обычно свариваются проволокой того же состава методом аргоно-дуговой сварки. Получение надежных сварных соединений из жаропрочных сплавов на никелевой основе встречает серьезные трудности. Они связаны прежде всего с возможностью появления трещин в околошовной зоне при сварке, термической обработке и высокотемпературной эксплуатации. Весьма сложной является также задача получения швов близкого состава высокой жаропрочности. [c.239]

По данным Дюваля и Овчарского, введение операции перестаривания заготовок позволило решить проблему околошовного растрескивания сварных соединений одного из наиболее жаропрочных сплавов на никелевой основе марки Юдимет-700 (0,06% С 15,4% Сг 5,0% Мо 18,8% Со 4,4% А1 3,4% Т1 0,03% В). Разработанный для этой цели оптимальный термический режим состоит из аустенитизации при 1170° С и двухступенчатой стабилизации при 1075° С с длительностью выдержки 16 ч с последующим охлаждением со скоростью 56° С/ч до 1024° С и выдержкой при этой температуре 16 ч. Далее заготовки медленно охлаждаются со скоростью 28° С/ч до 900° С, 56° С/ч до 565° С и затем на воздухе до комнатной температуры. Отмечается также, что после этой операции заметно улучшается и формообразование сплава. После аргоно-дуговой сварки заготовок с использованием в качестве присадки проволоки марки 718 изделие успешно проходит нагрев под термическую обработку со скоростью 1600° С/ч. [c.249]

В дальнейшем путем активного растяжения при. повышенных температурах с последующим отжигом жаропрочных сплавов на хромо-никелевой основе удалось добиться повышения их срока службы до 30—40 раз [2]. Такое повышение жаропрочности после механико-термической обработки объясняется полигонизацией металла, оказывающей сопротивление ползучести, а также образованием облаков Котрелла вокруг дислокаций. [c.70]

Одними из самых лучших жаропрочных сплавов на никелевой основе являются созданные в Англии сплавы типа н и м о н и к. В основе этих сплавов лежит никельхромо-вая композиция типа 80-20. Рациональное легирование этой К 0мп031иции титаном и алюминием (при соответствующем уменьшении содержания никеля) привело к резкому повышению жаропрочных свойств после соответствующей термической обработки. [c.865]

Кроме высоких коррозионных свойств, сплавы Хастеллой обладают и высокими ме ханическими свойствами (а > 900 Мч/л аS > 40 Ми/л ) при высокой пластичности, что делает их ценным конструкционным материалом. Еще более высокие механические свойства (0 , 1200 MhIm" ) можно 110лучит1. термической обработкой, аналогичной той, которая применяется для никелевых жаропрочных сплавов закалка -f- старение нри 800° С (рпс. 338а). [c.382]

Когда металл подвергается воздействию высоких температур, создать устойчивые дислокационные образования трудно из-за развития термически активируемых процессов. В работах [166, 59] было показано, что после высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО) скорость диффузии при 800° С в никелевом (ХН77ТЮР) и железном (ЭИ481) жаропрочных сплавах возрастает в титагювых сплавах скорость диффузии уменьшается при относительно низких и возрастает при более высоких температурах (250° С). Был сделан вывод о целесообразности использования ВТМО для жаропрочных сплавов, работающих при относительно невысоких температурах. [c.199]

Существует вместе с тем большое число жаропрочных сталей п сплавов всех структурных классов, которые обладают весьма ограниченной способностью к пластической деформации в условиях ползучести. У материалов перлитного класса этот недостаток преимущественно присущ 0,5-процентной молибденовой и хромо-никелемолибденовым сталям, а также некоторым комплексно-легированным сталям на базе Сг—Мо—V и Сг—Мо——V при, неправильной термической их обработке или нри отступлениях от установленного соотношения составных элементов. Среди сталей аустенитного класса низкой длительной пластичностью выделяются стали, содержащие большие количества титана и других легирующих элементов, повышающих склонность аустенитных сталей к дисперсионному твердению. Жаропрочные сплавы на никелевой основе типа ЭИ437 также характеризуются низкой длительной нластичностью н потому могут применяться в длительной службе при высоких температурах только в условиях ограниченной деформации (как правило, не более 0,2— 0.5%) . [c.284]

Некоторые из жаропрочных сплавов на никелевой основе, например ЭИ437, Х20Н80 и т. п., могут быть использованы для пружин пссле специальной термической и механической обработки. [c.787]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...