Ползучесть в сплавах, образующих твердые растворы

Ползучесть в сплавах, образующих твердые растворы [c.137]

С точки зрения обеспечения максимальной жаропрочности и термической стабильности титановых сплавов все эти примеси, за исключением, вероятно, кремния, должны считаться вредными и содержание их желательно свести к минимуму. Дополнительное упрочнение, даваемое примесями, совершенно не оправдывается из-за резкого снижения термической стабильности, сопротивления ползучести и ударной вязкости. Чем более легированным и жаропрочным должен быть сплав, тем ниже должно быть в нем содержание иримесей, образующих с титаном твердые растворы типа внедрения (кислород, азот). [c.24]

Как было отмечено выше, сплавы на основе а структуры сохраняют жаропрочные свойства при более высоких температурах, чем а+р-сплавы. Жаропрочность обеспечивается упрочнением а-твердого раствора за счет усложнения состава и использования комплексного легирования. В развитии этих сплавов наметились два пути с одной стороны, за основу жаропрочных сплавов берут высоколегированные сплавы с максимальным содержанием алюминия, при котором еще не должна появляться упорядоченная г-фаза с другой стороны — комплексное легирование сплавов, содержащих 2,25—6% алюминия. В эти сплавы наряду с алюминием вводят олово и цирконий, которые при совместном присутствии с алюминием благоприятно действуют на жаропрочность. Цирконий образует с титаном большую область а-твердого раствора. Олово повышает сопротивление ползучести и имеет тенденцию образовывать упорядоченные растворы с а-тнтаном [20]. Небольшое количество 3-стабилизирующих элементов предотвращает охрупчивание, связанное с появлением переходных фаз в сплавах, содержащих 8% и более алюминия. [c.128]

Высокая сопротивляемость ползучести большинства современных жаропрочных металлических материалов создается присутствием мелкой и достаточно устойчивой (в отношении коалесценции) дисперсной фазы. Обычно такая фаза образуется при распаде твердого раствора в процессе термообработки (дисперсионно упрочненные сплавы) или вводится в состав сплава иным путем, например, методами порошковой металлургии (дисперсно упрочненные системы или дисперсные композиты). [c.55]

Развитие дислокационной структуры на первой стадии ползучести не зависит явным образом от типа кристаллической структуры (ГЦК, ОЦК, ГПУ), однако на нее сильное влияние оказывает величина энергии дефекта упаковки. С понижением энергии дефекта упаковки уменьшается степень совершенства в строении границ субзерен и ослабевает тенденция к их образованию до тех пор, пока субзеренная структура (субструктура) вообще не перестает образовываться [63]. Субструктура не образуется также в том случае, если сплав ведет себя как твердый раствор класса I [119, 120]. Нет необходимости специально подчеркивать, что развитие дислокационной субструктуры зависит от температуры и напряжения. [c.70]

Ползучесть в мягкой матрице зерен агрегатного сплава (содержащего коагулированную фазу в виде отдельных зерен) осуществляется аналогично ползучести в альфа-твердом растворе. Однако дислокации, которые затормаживаются у границ твердой фазы, вызывают действие обратных напряжений на другие дислокации в мягких зернах и таким образом затормаживают их движение. Обратные напряжения можно снять возвратом в зернах мягкой матрицы, деформацией твердой фазы в результате действия высокой концентрации напряжений, а также разрушением более хрупкой твердой фазы. Агрегатные структуры характеризуются более низким сопротивлением ползучести, чем два других типа многофазных структур. [c.288]

Легирование альфа-твердого раствора влияет на сопротивление ползучести, причем эффекты легирования не всегда линейно связаны с изменением атомной концентрации легирующего элемента можно сделать вывод, что эффекты от легирования раствора двумя или несколькими элементами не будут аддитивны. Как правило, наибольший успех достигается при легировании несколькими элементами, подбираемыми таким образом, чтобы получить оптимальные свойства. И хотя еще нельзя указать количественные рекомендации для создания сплавов с высоким сопротивлением ползучести путем легирования, качественно эта проблема уже исследована, и полученные результаты используют на практике. Вот почему большинство жаропрочных сплавов, применяемых в настоящее время, имеют в своих композициях большое число металлических и неметаллических элементов периодической системы. [c.299]

Рис. 4.15. Изменение показателя степенного закона ползучести в зависимости от состава золотоникелевых сплавов, образующих твердые растворы

Влияние добавок азота и кислорода на прочностные свойства, твердость, температуру отжига, сопротивление ползучести и длительную прочность тантала высокой степени чистоты, выплавленного в электронно-лучевой печи, охарактеризовано Хольденом и сотр. [44]. Были исследованы сплавы с примесями элементов, образующих твердые растворы внедрения (Та +0,056 вес. - Оо и Та- - 0,0225 вес.% N2). Хотя твердость этих сплавов превышает твердость исходного тантала приблизительно вдвое как до отжига, так и после отжига, температура рекристаллизации для всех трех материалов остается по существу одинаковой, т. е. равной 1200—1400" при выдержке в течение 1 час. Влияние температуры отжига на твердость этих сплавов показано на рис. 13. Аналогичные сведения для исходного металла приведены на рис. 10 и 11. [c.708]

Все примеси, кроме бериллия, ухудшают электропроводность меди (рис. 129). Но особенно сильно снижают электропровод ность элементы, образующие твердые растворы с ограниченной растворимостью и вызывающие сильное искажение кристалли ческой решетки,— фосфор, кремний, железо и мышьяк. Элементы, обладающие полной растворимостью в меди и слабо искажающие ее решетку, в значительно меньшей степени снижают электропроводность меди. Например, серебро почти не влияет на электропроводность меди. Поэтому сплав меди, содержащий приблизительно 0,25% серебра, применяют для изготовления обмоток сверхмощных турбогенераторов. Серебро в этом сплаве повышает прочность и снижает скорость ползучести. В то же время примеси, нерастворяющиеся в меди или образующие нерастворимые включения, почти не влияют на электропроводность меди (силикаты, сернистые и кислородные включения, свинец, висмут). [c.272]

В то же время предполагается [139, 140], что непосредственно процесс окисления может вызывать ухудшение свойств твердого раствора, приводя к образованию вакансий в сплаве, а также способствуя возникновению вредных полостей. Появление таких полостей вследствие конденсации вакансий наблюдалось в никель-алюминиевых сплавах [141]. Эти вакансии и полости Киркендалла вполне способны усиливать как диффузионные, так и дислокационные аспекты ползучести аналогично радиационным вакансиям, образующимся прн интенсивном облучении сплавов. Радиационные вакансии, являясь причиной известных эффектов вспучивания, свя занных с образованием полостей [142], повышают, как было пока зано, скорость ползучести [143]. [c.32]

Многие из величин Ос еще требуется определить количественно или хотя бы качественно. Тем не менее мы предположим, что при определенных составах и микроструктурах сплавов, средах и состояниях напряжения некоторые эффекты должны быть доминирующими. В частности, применяя этот метод анализа к основному примеру поведения I типа, а именно к случаю суперсплава на никелевой основе с умеренно крупным зерном [14, 18—21], мы отметим в соответствии с эффектами, перечисленными в табл. 5, следующие положения. В такой упрочненной системе, как данный сплав (временное сопротивление 1033 МПа даже при 760 °С [169]), маловероятно, чтобы какие-либо эффекты твердого раствора существенно влияли на внутренние напряжения. Выше отмечалось, что зернограничными эф( ектами также пренебрегали. Основной эффект, как можно предположить, в этом случае будет связан с величинами Ос, аналогичными входящим в уравнение (19). Иными словами, упрочнение рассматриваемой системы на воздухе обусловлено противодействием образованию и движению дислокаций со стороны окалины с хорощей адгезией, формирующейся при испытаниях на ползучесть на воздухе, но отсутствующей при испытаниях в вакууме (см. рис. 10) или в горячей солевой среде [14]. Микрофотографии, представленные на рис. 10, показывают также, что в результате ползучести (как на воздухе, так и в вакууме) поверхностные слои подложки постепенно становятся однофазными. На воздухе образуется фаза у, вероятно, посредством селективного окисления алюминия и титана, а в вакууме образуется фаза у вследствие испарения хрома. Важно, что ни в одном случае поверхностные слои подложки не являются дпсперсиоупроч-ненными. Таким образом, эти эффекты будут иметь тенденцию к самокомпенсации при любых попытках, подобных этой, проанализировать сравнительное поведение системы на воздухе и в вакууме. [c.37]

Большинство ниобиевых сплавов (табл. 19.5) отличается хорошей деформируемостью, свариваемостью и неплохой прочностью. На сегодняшний день упрочняющее легирование ниобия осуществляется простым упрочнением твердого раствора тугоплавкими элементами с высокими модулями упругости и дисперсного упрочнения карбидами типа МеС. Для образования твердых растворов замещейия, отличающихся повышенным сопротивлением ползучести, чаще всего вводят вольфрам, молибден и тантал. Элементы с высокой реакционной способностью, цирконий и гафний, взаимодействуя с углеродом и азотом, образуют очень мелкие выделения, еще более повышающие сопро1ивление ползучести. Алюминий и титан повышают стойкость основного металла против окисления однако они понижают температуру плавления и поэтому отрицательно сказываются на прочности. Сплавы выплавляют электроннолучевым способом или в вакуумной печи с двумя расходуемыми электродами и с последующей обработкой давлением. Литейные ниобиевые сплавы не известны. [c.310]

Свинец в сравнении с другими металлами обладает малой химической активностью и высокой коррозионной стойкостью. К недостаткам свинцовых оболочек, выполняемых из свинца при общем количестве примесей до 0,1%, в первую очередь следует отнести низкие механическую прочность, вибростойкость и сопротивление ползучести. Для повышения вибросюйкости оболочек наиболее эффективным средством является применение не технически чистого свинца, а его сплавов. Введение в состав свинца легирующих элементов сурьмы, олова, калмия, теллура, мышьяка и др., образующих различные химические соединения и твердые растворы, существенно улучшает механические свойства свинца. Легирующие присадки, как правило, располагаясь по границам зерен свинца, препятствуют tix росту и тем самым повышают вибростойкость оболочки. Химический состав сплавов свинца дан в табл. 5.11, а механические свойства и область применения некоторых марок свинца и его сплавов приведены в табл. 5.12. [c.292]

Описанная модель [57] не учитывает формирования субструктуры. Она применима лишь в тех случаях, когда субструктура не образуется, или при ползучести, типичной для твердых растворов класса II (гл. 10). Мы уже приводили пример сплава, в котором при ползучести субструктура не образуется и который ведет себя как твердый раствор класса II это сплав Ге-20Сг-35Ш [63]. [c.38]

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]

Титановые сплавы с термодинамически устойчивой -фазой можно получить лишь на основе таких систем, в которых легирующие элементы имеют объемиоцентрированную кубическую решетку прп комнатной те.мпературе и образуют с -титаном непрерывный ряд твердых растворов. К таким элементам принадлежат ванадий, молибден, ниобий и тантал. Однако стабильные -фазы в этих сплавах образуются при таких высоких концентрациях компонентов, что титановые сплавы теряют основное их преимущество, а именно сравнительно малый удельный вес. Лишь ванадий обладает приемлемым удельным весом, однако он дефицитен и дорог. Поэтому титановые сплавы со стабильной -фазой не получили промышленного применения. В Англии запатентованы сплавы со стабильной -структурой, содержащие 15—35% Мо и 13—35% V. Сплавы имеют достаточно высокую прочность и пластичность при комнатной температуре и отличаются хорошей обрабатываемостью. Сплавы сохраняют большое сопротивление ползучести до температур 500—600° С. Для обеспечения высокого сопротивления ползучести необходимо, чтобы суммарное содержание молибдена и ванадия было близко к 45%. Дальнейшее увеличение содержания молибдена и ванадия нежелательно, так как повышается окисляемость сплавов. [c.144]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...