Жаропрочные сплавы на основе никеля и тугоплавких металлов

ЖАРОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ И ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ [c.258]

Применение обычных конструкционных сталей в условиях значительной напряженности ограничено температурой 300—400 °С. Жаропрочные стали и сплавы на основе никеля и тугоплавких металлов применяют при температурах до 700—800 С и выше. При еще более высоких температурах применяют металлокерамические и керамические материалы. / [c.31]

Установлено, что для образования неограниченных твердых растворов необходимо, чтобы радиусы атомов сплавляемых металлов отличались не больше чем на 15% один от другого. В сплавах на основе железа, хрома, никеля образование неограниченных твердых растворов происходит только тогда, когда атомные радиусы растворяемых элементов отличаются от атомного радиуса железа не более чем на 8%. Для жаропрочных сплавов на основе никеля при легировании их тугоплавкими элементами первой группы (Сг, Мо, W), имеющими атомные радиусы соответственно 0,128 0,140 и 0,141 нм отличаются от атомного радиуса (0,125 нм) никеля на 2,4 10,7 и 11,3%. [c.410]

Электродуговые печи применяют для плавки всех жаропрочных сплавов на основе железа, никеля, титана, хрома, а также легированных тугоплавкими металлами. Нагревание металлической шихты с помощью электрического тока позволяет легче осуществить быстрый подъем температуры в ванне, точнее регулировать скорость нагрева расплавленного металла, создать жидкоподвижный шлак над зеркалом жидкого металла и самое главное позволяет вести металлургические процессы в различной атмосфере при любом давлении как в вакууме, так и при давлении выше атмосферного. [c.242]

В послевоенные годы область применения стали и вообще сплавов на основе железа суживается, они становятся преимущественно конструкционным материалом, качество которого определяется в основном прочностью. Требования к жаропрочности, окалиностойкости и физическим свойствам материалов послевоенной техники настолько повышаются, что во многих случаях для их обеспечения потребовались сплавы на других основах — никеля, кобальта, тугоплавких металлов и пр. Однако ограничение требований к качеству стали показателями прочности не означает их упрощения. Усложнение условий работы объектов современного машиностроения и повышение их ответственности исключают возможность однозначно характеризовать сталь пределом прочности, как это делалось многие годы. Требование прочности ныне входит в критерий качества материала наряду с новым для материаловедения требованием надежности. [c.192]

В качестве материалов матриц при изготовлении МКМ применяют освоенные промышленностью металлы и сплавы, а также сплавы, создаваемые специально для получения МКМ. В зависимости от требуемых эксплуатационных свойств применяют следующие материалы легкие металлы и сплавы на основе алюминия и магния сплавы на основе титана, меди жаропрочные и жаростойкие сплавы на основе железа, никеля и кобальта тугоплавкие сплавы на основе вольфрама, молибдена и ниобия. [c.464]

Для обеспечения равномерности по толщине и однородности по составу диффузионного слоя суспензию готовят из порошков мелких фракций (0,040 мм и менее). Суспензионный метод чаще всего применяют для нанесения алюминидных покрытий. При этом если для жаропрочных сплавов на основе железа, никеля и кобальта обычно ограничиваются только одним порошком алюминия, то для тугоплавких металлов (ниобий, тантал, молибден, вольфрам) и сплавов на их основе чаще применяют смеси порошков, получая модифицированные алюминидные покрытия. [c.275]

Жаропрочные сплавы для работы при высоких температурах (до 700—950 °С) создают на основе железа, никеля и кобальта, а для работы при очень высоких температурах (до 1200—1500 °С)— на основе молибдена и других тугоплавких металлов. [c.303]

В Киевском политехническом институте совместно с Узбекским комбинатом жаропрочных тугоплавких металлов и Украинским филиалом Оргпримтвердосплав созданы твердые сплавы на основе карбида титана с никелевой и никель-молибденовой связкой. [c.130]

Быстрое развитие ракетной техники, реактивной и турбореактивной авиации привело в последние годы к увеличению потребности в материалах, характеризующихся хорошими прочностными характеристиками при высоких температурах. Такие материалы в отличие от жаростойких называются ж а р о -п р о ч н ы м и. В принципе, жаростойкость не всегда сопутствует жаропрочности. Например, сплавы на основе железа или никеля, легированных хромом или алюминием, весьма стойки в окислительных средах пр высокой температуре, но характеризуются значительным ухудшением механических свойств с ростом последней. С другой стороны, тугоплавкие металлы (вольфрам, молибден, осмий), сохраняющие при высоких температурах свои механические свойства, легко окисляются, причем часто с катастрофической скоростью. [c.74]

Отливки изготовляют практически из всех литейных сплавов алюминиевых, магниевых, медных, цинковых на основе никеля, чугунов, высоколегированных и жаропрочных сталей, тугоплавких металлов и сплавов, плохо обрабатывающихся резанием или обладающих низкими литейными свойствами. [c.454]

Температура плавления металлов является достаточно хорошим показателем прочности межатомных связей в кристаллической решетке. Чем ниже температура плавления металла, тем больше коэффициент термического расширения и, следовательно, быстрее при нагреве наступает разупрочнение. Поэтому для создания жаропрочных сплавов используют металлы с высокой температурой плавления (железо, никель, кобальт). Еще более жаропрочными оказываются сплавы на основе хрома, молибдена и других тугоплавких металлов. [c.255]

Изделия из алюминия и его сплавов паяют с припоями на алюминиевой основе с кремнием, медью, оловом и другими металлами. Магний и его сплавы паяют припоями на основе магния с добавками алюминия, меди, марганца и цинка. Изделия из коррозионно-стойких сталей и жаропрочных сплавов, работающих при высоких температурах (выше 500 °С), паяют тугоплавкими припоями на основе железа, марганца, никеля, кобальта, титана, циркония, гафния, ниобия и палладия. [c.240]

Общеизвестно широкое применение цветных металлов и сплавов на их основе в различных области производства. Так, алюминиевые, магниевые и титановые сплавы широко применяются в авиационной промышленности. В то же время изделия из легких сплавов используют в строительстве, транспортном машиностроении, приборостроении, судостроении и других отраслях промышленности. Медь обладает высокой электрической проводимостью и широко применяется в электротехнике она является также основой многих важных промышленных сплавов (например, латуней, бронз и др.). Основой многих жаростойких, жаропрочных и электротехнических сплавов является никель. Одновременно он часто используется как легирующий элемент в специальных сталях. В качестве конструкционных материалов для новой техники широко используют тугоплавкие металлы (вольфрам, молибден, ниобий, хром и др.), а также сплавы на их основе. [c.176]

Среди большого класса интерметаллидных соединений, структура и свойства которых наиболее полно рассмотрены в монографиях [296, 297], в качестве защитных покрытий наибольший интерес представляют алюминиды и бериллиды, поскольку они обладают комплексом ценных технических свойств жаропрочностью, твердостью, окалиностойкостью, устойчивостью против воздействия многих агрессивных жидких и газовых сред. Если бе-риллидные покрытия находятся пока в стадии исследования и им посвящено относительно небольшое число работ, то покрытия на основе алюминидов наряду с силицидными составляют один из основных классов жаростойких покрытий и уже нашли широкое практическое применение. Ниже рассмотрены бериллидные и алюминидные покрытия для тугоплавких металлов и сплавов, а также для широко распространенных жаропрочных сплавов на основе никеля, кобальта и хрома. [c.255]

Хорошо известные жаропрочные и жаростойкие сплавы, применяемые при изготовлении двигателей внутреннего сгорания, литейной оснастки (пресс-форм), кузнечных штампов, турбовинтовых и газотурбинных двигателей, работающих при средних (300 - 500°С) и высокотемпературных режимах (700 - 1000°С), подразделяют на четыре группы жапропрочные сплавы па основе железа (элементы четвертого периода никеля, кобальта) и жаропрочные сплавы на основе тугоплавких металлов (элементы пятого и шестого периодов). [c.32]

Волокна, полученные из рассмотренных способов, смешивают с порошком металла, образуюш,его матрицу. Выбор матричного металла определяется его совместимостью с материалом волокна, технологическими и эксплуатационными характеристиками композиционного материала. Обычно используют порошки алюминия, меди, титана и других тугоплавких металлов и их сплавов, а также жаропрочных сплавов на основе железа, никеля и кобальта. Смешивание порошка матричного металла с волокнами осуш,ествляют механическим (в случае дискретных волокон) или химическим (на волокна осаждают матричный металл из раствора его химического соединения) способом. Механическое смешивание лучше проводить в устройствах опрокиды-ваюш,егося типа (двухконусном смесителе, смесителе с эксцентричной осью и др.), так как барабанные смесители вызывают заметное комкование волокна. [c.183]

Фазовые превращения нужно учитывать при эксплуатации изделий из любых материалов, тем более из композитов - сложных соединений, работающих в экстремальных условиях, где обычные материалы не могут быть применены, например, жаропрочные стали не. могут быть использованы при Т>700°С, предельные рабочие температуры сплавов на основе никеля не превышают 1000°С. Для требований современной техники указанные параметры уже недостаточны. Тугоплавкие металлы (W, Мо, Nb и др.) и сплавы на их основе, обладая высоки.ми температурами плавления, имеют низкую окалиностойкость и требутот создания [c.40]

Возможности повышения рабочих температур современных жаропрочных и жаростойких сплавов на основе титана, никеля и тугоплавких металлов за счет их твердораствор-ного упрочнения или создания гетерофазных структур практически исчерпаны. Поэтому большое внимание исследователей привлекают композиционные материалы на основе интерметаллидов, тугоплавких металлов и направленно закристаллизованных эвтектик, упрочненные дисперсными включениями, дискретными или непрерывными волокнами олее тугоплавких, прочных и жестких, чем матрица, фаз, в том числе керамических. [c.213]

Эффективность газотурбинных двигателей (ГТД) возрастает с повышением температуры как рабочего газа, так и горячих узлов ГТД. Успехи в создании жаропрочных сплавов на основе железа, никеля, кобальта позволяют повысить рабочие температуры деталей современных ГТД до 1000...1100 °С. Дальнейшее повышение температур возможно только за счет новых конструкторских разработок систем охлаждения двигателя и использования более тугоплавких материалов. Однако тугоплавкие металлы — ниобий, молибден, вольфрам и высокопрочные сплавы на их основе имеют высокую плотность и не обладают необходимой жаростойкостью в окислительных средах, создаваемых продуктами сгорания топлива, образующими рабочий газ в ГТД. В то же время известные жаростойкие сплавы систем Ni—А1, Fe—Сг—А1 (рис. 3.10) и малолегированные хромовые сплавы недостаточно прочны при температу- [c.214]

Для дисперсионного упрочнения тугоплавких металлов IV—VI групп перспективны наиболее термодинамически стабильные нитриды титана, циркония, гафния, тория и отчасти тантала. Для жаропрочных сталей и никелевйх сплавов они слишком устойчивы. Диссоциируют При нагревах до 1000—1100° С нитриды ванадия, жиобия и металлов VI группы, которые находят применение для упрочнения сплавов на основе железа и никеля. [c.106]

У аустенитных жаропрочных сталей и многих сплавов на основе никеля во время кристаллизации, особенно в условиях сравнительно медленного отвода тепла при отливке обычных кузнечных слитков в изложницы, оси ден-дритов оказываются более насыщенными тугоплавкими составляющими, чем междуосные пространства. При загрязнении шихтовых материалов легкоплавкими металлами и неметаллическими примесями границы кристаллитов обогащаются легкоплавкими, а в ряде случаев и хрупкими соединениями, не входящими в твердый раствор. Из-за таких особенностей структуры слитка во время обработки давлением в условиях напряженного состояния с наличием растягивающих напряжений в первую очередь может наступить нарушение связи между кристаллитами, а не их пластическая деформация. Особо вредное влияние на технологические и служебные свойства сплавов на основе никеля оказывают примеси свинца, сурьмы и мышьяка. [c.248]

Титан и его сплавы. Титан относится к группе тугоплавких металлов. Температура плавления титана 1665 qz 5° С, плотность 4,5 г/см . Предел прочности при растяукении чистого титана Ов = 250 МН/м , удлинение б = 70% технического титана, со-дер кащего примеси, Ов = 300 -i- 550 МН/м , б = 20 ч- 30%, т. е. чем больше примесей содержится в титане, тем выше его прочность и ниже пластичность. Однако отношение a ly (удельная прочность) титана значительно выше, чем у многих легированных конструкционных сталей. Вследствие этого при замене стали титановыми сплавами можно при равной прочности получить до 40% экономии по массе детали. Несмотря на высокую температуру плавления, титан имеет более низкую жаропрочность, чем сплавы на основе железа и никеля. Предельная температура использования титана и его сплавов не выше 550—600° С. При более высокой температуре титан и его сплавы легко окисляются и поглощают водород. [c.24]

Как было изложено ранее, в реальных условиях п ючность сплавов, состоящих из жаропрочных и тугоплавких металлов (Сг, Мо, W, Nb, V il др.) на основе никеля значительно ниже прочности чистых кристаллов. Наличие границ в металлической основе [c.417]

Никель образует твердые растворы со многими элементами, что обусловливает значительные возможности достижения высокой жаропрочности сплавов на его основе Температурная зависимость растворимости некоторых элементов приведена на рис 192 При 1000°С кобальт, железо, марганец и медь образуют неограниченные твердые растворы, а такие тугоплавкие металлы, как хром, вольфрам, молибден, тантал, ниобий, ванадий, — ограниченные твердые растворы с различными об ластями гомогенности Растворимость при 1000°С таких элемен тов, как титан и алюминий, со ставляет соответственно 10 и 7 % [c.323]

Для современной техники нужны материалы, обладающие жаропрочностью и особенно длительной прочностью при нагревании до 1000—1200° С и выше в сочетании с хорошей стойкостью против тепловых ударов и эррозии. В то же время существующие жаропрочные стали и сплавы на основе железа, никеля и кобальта могут работать при нагревании до 650—900° С (рис. 35). В связи с этим в настоящее время тугоплавким металлам и их сплавам уделяют большое внимание. [c.147]

Из отдельных металлокерамических композиций на основе тугоплавких металлов можно отметить различные сплавы вольфрама с молибденом для электровакуумной аппаратуры сплавы вольфрам-молибден-никель для изделий, впаиваемых в стекло сплавы вольфрама с танталом и ниобием для нагревателей и термопар сплавы вольфрама с никелем и медью (тяжелый сплав) для радиоконтейнеров, роторов в жироскопах и жирокомпасах, деталей балансировочных устройств и т. п. сплавы вольфрама с серебром или свинцом для тяжело нагруженных подшипников, сплавы вольфрама с серебром или медью, а также тройной сплав вольфрам-кобальт-серебро для электрических контактов, работающих в трудных условиях сплав молибдена с кобальтом и медью в качестве основы для алмазных инструментов сплавы молибден-хром-железо в качестве жаропрочных материалов . [c.1496]

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]

Для низкотемпературной пайки медных проводников, покрытых золотом или серебром, применяют канифольные и стеаринопарафиновые (бескислотные) флюсы для пайки стали, меди, никеля используют пасты на основе вазелина, содержащие 10-15 % хлористого цинка (ЕпС12) или хлористого аммония (N 401) — активированные флюсы для легированных, коррозионно-стойких, жаропрочных сталей и сплавов, а также тугоплавких металлов применяют 25-30 %-ные растворы ЕпС12 в воде (кислотные флюсы), хорошо растворяющие оксидные пленки. [c.278]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...