1.1 Жаропрочный никелевый сплав ВВ751П
Легированные сплавы на основе никеля широко используются в производстве газотурбинных двигателей для изготовления рабочих и сопловых лопаток, а также в некоторой мере для турбинных дисков и колец. Благодаря сложному процессу легирования, сплавы этой группы обладают более высокими свойствами термостойкости по сравнению со сплавами на основе железа и даже кобальта. Жаропрочные никелевые сплавы обладают разнообразными механическими свойствами, что делает их предпочтительным материалом для применения в высокотемпературных процессах. Некоторые из основных механических свойств жаропрочных никелевых сплавов включают в себя:
1. Жаропрочность. Жаропрочные никелевые сплавы могут выдерживать температуры до 1093оС градусов Цельсия без значительной потери своих механических свойств.
2. Коррозиностойкость. Жаропрочные никелевые сплавы могут противостоять окислению и другим формам коррозии в высокотемпературных условиях.
3. Износостойкость. Жаропрочные никелевые сплавы не изнашиваются так быстро, как другие материалы, когда подвергаются высоким температурам и механическому напряжению.
4. Пластичность. Сплавы могут быть легко обрабатываемы на различных оборудованиях.
Наличие этих механических свойств позволяет жаропрочным никелевым сплавам применяться в различных отраслях, таких как аэрокосмическая, энергетическая и других.
Никель при 800ОС имеет 100-ч. длительную прочность 4 кГ/мм¬2[1,2].
Добавление 20% хрома к жаропрочному никелевому сплаву относительно незначительно увеличивает его прочность при высоких температурах, и повышение предела длительной прочности составляет около 25-30%. Применение примеси титана (2,5-3,0%) в нихромовых сплавах способствует образованию высокодисперсных интерметаллидных фаз при умеренных температурах. Это повышает сопротивление сплава пластической деформации и увеличивает его 100-часовую длительную прочность при 800°C до 15 кГ/мм2.Внедрение в нихромовые сплавы титана вместе с бором повышает ее до 20 кГ/мм2.
Так же значительному повышению жаропрочности содержания титана или алюминия (или их суммы) вместе с бором и тугоплавками элементами – W, Moили Nb (при 800ОС ?100 = 50 кГ/мм2) (рис 1).
Рисунок 1.1. Изменение температуры, отвечающей ?100 = 20 кГ/мм2, сплавов на никелевой основе в зависимости от содержания титана и алюминия или их суммы: 1 – сплавы, содержащие алюминий и титан; 2 – сплавы, содержащие только алюминий.
Исследования показали, что при легировании титаном никелевых и никельхромистых сплавов, таких как сплав типа 80-20, характеристическая температура, пределы длительной прочности и внутреннее трение увеличиваются [3].
Другое исследование [4] выявило определенную зависимость между скоростью роста частиц второй фазы в процессе старения никелевого сплава и его длительной прочностью. Добавление примеси бора ускоряет процесс увеличения размеров частиц второй фазы, в то время как повышение содержания алюминия замедляет этот процесс.
В работе [5] показано, что молибден, вольфрам и хром, добавленные отдельно в никель, увеличивают твердость, жаропрочность, электросопротивление и параметр решетки твердого раствора. Влияние хрома и алюминия на длительную прочность при температурах 700°C и 750°C, а также на степень искажения кристаллической решетки в присутствии одинакового количества упрочняющей фазы ?' было исследовано в работе [6]. Показано, что увеличение содержания хрома способствует повышению длительной прочности. Согласно авторам, микроискажения в твердом растворе и внутренние напряжения, образующиеся вокруг дисперсных частиц при старении, значительно снижают длительную прочность.
Определены количественные зависимости между скоростями роста частиц ?`- фазы в процессе старения и изменением скорости ползучести в связи с длительностью испытания.
Существует определенная взаимосвязь между длительной прочностью, твердостью при соответствующей температуре испытания и количеством упрочняющих фаз, которые образуются в никельхромистых сплавах в результате термической обработки. При увеличении содержания титана, алюминия или их суммы в никельхромистом сплаве, наблюдается увеличение количества интерметаллидной фазы типа ?'.
BB751П — металлический сплав, основу которого составляет никель (Ni), его содержание в BB751П может колебаться в диапазоне от 50.09% до 59%. Обязательно в сплаве BB751П присутствуют кобальт, хром, молибден, алюминий, ниобий, вольфрам, титан, ванадий, углерод. Допустимое количество примесей определено в таблице химического состава. ГОСТ Р 52802 – 2007.
Весь текст будет доступен после покупки