Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника
Посмотреть оригинал

Жаропрочные сплавы на железоникелевой основе (см. табл. 13)

.

К этой группе сплавов относятся сплавы, основная структура которых является твердым раствором хрома и других легирующих элементов (W, Ti и др.) в железоникелевой основе.

Сплавы на железоникелевой основе применяют для изготовления деталей паровых и газовых турбин. Так, например, для изготовления турбинных лопаток и дисков, колец соплового аппарата и других деталей, работающих при 500—750 °С, применяют сплав ХН35ВТЮ. Наилучшие жаропрочные свойства сплав получает после первой закалки от 1150—1180°С на воздухе, второй закалки от 1050 °С на воздухе и старении при 830 °С 8 ч.

Жаропрочные сплавы на никелевой основе.

Жаропрочные стали на основе никеля нередко называют нимониками. Эти сплавы находят широкое применение в различных областях техники (авиационные двигатели, стационарные газовые турбины, химическое аппаратостроение и т. д.). Сплавы предназначены для изготовления рабочих лопаток, турбинных дисков, колец, крепежа с длительным сроком службы, сопловых лопаток и других деталей газовых турбин, работающих при температуре до 850 °С.

Для получения высокой окалиностойкости никель легируют хромом (~20 %), а для повышения жаропрочности — титаном (1,0—2,8 %) и алюминием (0,55—5,5 %). В этом случае при старении закаленного сплава образуется интер металл идн а я у'-фаза типа Ni3 (Ti, А1), когерентно связанная с основным у-раствором, а также карбиды TiC и нитриды TiN, увеличивающие прочность при высоких температурах. Дальнейшее увеличение жаропрочности достигается легированием сплавов молибденом и вольфрамом, повышающими температуру рекристаллизации и затрудняющими процесс диффузии в твердом растворе, который необходим для коагуляции избыточных фаз и рекристаллизации. Добавление к сложнолегированным сплавам кобальта еще больше увеличивает жаропрочность и технологическую пластичность сплавов. Для упрочнения границ зерен у-раствора сплав легируют бором и цирконием. Они устраняют вредное влияние примесей, связывая их с тугоплавкими соединениями. Примеси серы, сурьмы, свинца и олова понижают жаропрочность сплавов и затрудняют их обработку давлением. В связи с этим для повышения жаропрочности при выплавке жаропрочных сплавов необходимо применять возможно более чистые шихтовые материалы, свободные от вредных легкоплавких примесей.

Наиболее широко используют никелевый сплав ХН77ТЮР (ГОСТ 5632—72). После закалки от 1080—1120°С сплав имеет структуру, состоящую из перенасыщенного у-раствора с ГЦК- решеткой, и поэтому обладает небольшой прочностью и высокой пластичностью, допускающей штамповку, гибку и профилирование. Сплав удовлетворительно сваривается. После закалки и стаТаблица 14

Химический состав (по легирующим элементам) и механические свойства некоторых жаропрочных никелевых сплавов при температуре 800 °С

Сплав

Содержание элементов *, %

Сг

Ti

А1

С

в

ХН77ТЮР

ХН70ВМТЮ

ХН55ВМТКЮ

ХН65ВМТЮ

  • 19—22
  • 13—16
  • 9—12
  • 15—17
  • 2.4— 2,8 1,8—2,3
  • 1.4— 2,0 2,0—2,8

0,60—1,0 1,7—2,3 3,6—4,5 1,0—1,5

  • 0,02
  • 0,02
  • 0,025
  • 0,01
  • 0,02
  • 0,02
  • 0,01

Сплав

Содержание элементов %

Механические свойства

W

Другие

элементы

°в

„800

°100

6, %

МПа

ХН77ТЮР

5—7

550

200

10

ХН70ВМТЮ

5-7

2—4 Мо;

680

230—270

8

0,1—0,5 V

ХН55ВМТКЮ

4,5—6,5

4—6 Мо;

850

450

10

0,2—0,8 V

ХН65ВМТЮ

8,5—10

3,5-4,5 Мо

300

1 Никель — основа.

рения при 700 °С сплав получает высокую жаропрочность (табл. 14).

Часто используют также сплав ХН70ВТЮ, обладающий хорошей жаропрочностью и достаточной пластичностью при 700— 800 °С (см. табл. 14).

Для длительных сроков службы наилучшее сочетание длитель- ной прочности и пластичности у сплава ХН65ВМТЮ. Этот сплав получил широкое применение как материал лопаточного аппарата стационарных газовых турбин и крепежных деталей турбин.

После двойной закалки от 1220 и 1050 °С на воздухе и старения при 850 °С сплав имеет высокую жаропрочность. Объясняется это большим количеством основной упрочняющей у'-фазы, выделяющейся из твердого раствора в процессе старения.

Никелевые сплавы широко применяют в литом виде (табл. 15).

Литые сплавы получают при литье с обычной равноосной кристаллизацией, направленной кристаллизацией, позволяющей уменьшить роль границ зерен в разрушении (зерна располагаются параллельно приложенному усилию) и при выращивании монокристалла. Направленная кристаллизация и особенно монокри- сталлическая структура повышают жаропрочность, однако технология получения деталей сильно усложняется. Поэтому они

Химический состав (по легирующим элементам) и предел длительной прочности литых никелевых сплавов

Таблица 15

Содержание элементов *, %

„800

°100’

МПа

Сплав

О

Т1

А1

Мо

Другие

элементы

жсз

ЖС6К

ВЖЛ12У

  • 14—18
  • 10.5— 12,5
  • 8.5— 10,5
  • 1,6—23 2,5—3,0
  • 5,0— 5,7
  • 1,6—22 5,0—6,0
  • 4,2—4,7
  • 3,0—4,0 3,5—4,5
  • 2,7—3,4
  • 4.5— 6,5 W
  • 4.5— 6,5 W; 4,5 Со
  • 1,0—1,8 W; 12—15 Со; 0,5—1,0 V; 0,015 В
  • 300
  • 520
  • 520

* Содержание углерода 0,1—0,2 %.

применяются только в особо ответственных случаях. Литейные сплавы иногда подвергают закалке от высоких температур и старению. Применяют сплавы и без термической обработки, тогда старение протекает в процессе эксплуатации при высоких температурах.

Никелевые сплавы для повышения их жаростойкости подвергают алитированию.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы