Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Посмотреть оригинал

Кратковременная и длительная прочность никелевых жаропрочных сплавов для изготовления рабочих лопаток ГТД

Испытания сплавов на предел прочности при растяжении проводятся по ГОСТ 1497-84 и ГОСТ 9651—84 при комнатной температуре и при температуре 1000°С. Механические свойства литых образцов сплава ЖС32 приведены в табл. 3.6.

Таблица 3.6

Механические свойства литых образцов сплава ЖС32

Сплав

Результаты испытаний на кратковременную прочность

При температуре 20 °С

При температуре 1000 °

С

ств, МПа

ст0,2, МПа

б,%

у,%

ств, МПа

ст0,2, МПа

6,%

Ц1,%С

ЖС32

1301

1003

7,7

23,0

665

591

14,5

22,0

1347

981

7,6

22,5

650

572

14,5

21,5

1333

991

7,7

22,0

690

579

14,5

22,0

1295

1057

7,9

23,5

678

591

15,0

21,0

1282

984

7,5

22,5

691

611

15,5

22,0

1263

993

7,5

24,0

685

65

14,5

22,5

Следует отметить, что во всех случаях разрушение носило междендритный характер.

Методика испытания на длительную прочность соответствовала ГОСТ 10145—81. Сущность методики заключается в доведении образца до разрушения под действием постоянной растягивающей нагрузки при постоянной температуре (до 1200 °С). В результате испытаний устанавливали контрольную характеристику — время до разрушения при заданном напряжении, которое равно или превышает норму времени, указанную в стандартах или ТУ на металлопродукцию.

Требования к литым образцам такие, как и в предыдущем случае. Образец, установленный в захватах испытательной машины и помещенный в печь, нагревали до заданной температуры (время нагрева не превышало 8 ч) и выдерживали при этой температуре не менее 1 ч. Для измерения температуры образцов на концах их рабочей части устанавливали две термопары так, чтобы горячие спаи плотно соприкасались с поверхностью образца. Горячий спай термопары был защищен от воздействия раскаленных стенок печи асбестом.

После нагрева образца и выдержки при заданной температуре к образцу плавно прикладывали нагрузку. Время до разрушения при заданной величине напряжения, т. е. нагрузки, отнесенной к начальной площади поперечного сечения образца, являлось основным показателем данного вида испытания. После разрушения образца определялись относительное удлинение б и относительное сужение. Результаты исследования длительной прочности приведены в табл. 3.7.

Таблица 3.7

Длительная прочность образцов из никелевых ЖС для изготовления рабочих лопаток ГТД и ГТУ

Сплав

Испытания на длительную прочность

При температуре 1000 °С и а = 230 МПа

При температуре 1000 °С и о = 280 МПа

т, ч

8,%

м/,%

т, ч

6,%

V,%

ЖС32

165,8

14,5

23,0

50,7

22,5

29

164,4

15,0

23,5

51,9

23,0

30

161,1

14,5

22,5

48,7

21,5

28

161,0

14,5

22,5

50,6

22,5

29

172,5

14,5

22,5

47,5

21,0

28

162,0

15,0

23,5

50,3

22,0

29

Разрушение образцов также носит междендритный характер. Одной из причин повышения прочности металлов в результате легирования является изменение механизма деформационного упрочнения, которое обусловлено изменением ширины дислокаций, характера их расположения и взаимодействия, плотности дислокаций и т.д. При введении растворяющегося элемента не происходит значительного повышения плотности дислокаций роста. Изменение распределения дислокаций с легированием может быть объяснено уменыдением энергии дефектов упаковки, последнее приводит к затруднению поперечного скольжения. Для того, чтобы на сильно расщепленной дислокации появился порог, необходимо образование стяжки. В действительности следует ожидать уменьшения энергии дефектов упаковки в металлических системах, в которых легирование приводит в конечном итоге к образованию гексагональной фазы, как, например, в ограниченных твердых растворах на основе меди, золота, серебра и в сплавах системы Ni—Со.

Кроме изменения дислокационной структуры, при легировании имеет место и непосредственное взаимодействие дислокаций с растворенными атомами, что также приводит к упрочнению твердых растворов. При этом различают два типа взаимодействия дислокаций с растворенными атомами: а) взаимодействие, приводящее к закреплению дислокаций: растворенные атомы собираются на неподвижных дислокациях; б) взаимодействие, приводящее к возникновению трения при движении дислокаций: растворенные атомы взаимодействуют с движущимися дислокациями (рис. 3.20—3.22).

Полосы сплетений дислокаций в монокристалле сплава никеля с 40 ат. % Со на первой стадии деформации

Рис. 3.20. Полосы сплетений дислокаций в монокристалле сплава никеля с 40 ат. % Со на первой стадии деформации

Дислокационная структура монокристалла сплава никеля с 40 ат. % Со на второй стадии деформации

Рис. 3.21. Дислокационная структура монокристалла сплава никеля с 40 ат. % Со на второй стадии деформации

Дислокационная структура монокристалла сплава никеля с 40 ат. % Со

Рис. 3.22. Дислокационная структура монокристалла сплава никеля с 40 ат. % Со

Влияние дисперсной фазы на характер разрушения можно изменить, меняя морфологию частиц дисперсной фазы и характер поверхности раздела между матрицей и дисперсной фазой.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы