Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Конструирование литейных жаропрочных никелевых сплавов с поликристаллической структурой

Е. Н. Каблов, Н. В. Петрушин, П. И. Парфенович

Аннотация


Рассмотрены тенденции развития жаропрочных никелевых сплавов с поликристаллической равноосной структурой для литья турбинных лопаток авиационных двигателей. Представлены результаты конструирования и экспериментальных исследований нового поликристаллического жаропрочного никелевого ренийсодержащего сплава равноосной кристаллизации ВЖЛ22. Показано, что сплав ВЖЛ22 обладает высокой фазовой стабильностью, повышенными прочностью ( = 930 МПа, = 1060 МПа), пластичностью (δ20°C = 8 %) и удельной жаропрочностью ( d = 23,85 МПа/г/см-3).

Ключевые слова


литейные жаропрочные никелевые сплавы; компьютерное конструирование; сегрегация; микроструктура; фазовая стабильность; фазовые превращения; механические свойства; длительная прочность; castable refractory nickel alloys; computer design; segregation; microstructure; phase stability; phase transformations; mechanical properties; long-term strength

Полный текст:

PDF

Литература


Кишкин С. Т. Создание, исследование и применение жаропрочных сплавов: избранные труды. М.: Наука, 2006. 407 c.

Шпунт К. Я., Сидоров В. В. Высокожаропрочный литейный сплав на никелевой основе марки ЖС6Ф // В сб.: Конструкционные и жаропрочные материалы для новой техники. М.: Наука, 1978. С. 31 - 35.

Панкратов В. А., Фоменко В. И. Применение литейного никелевого жаропрочного сплава ВЖЛ-12У в современных конструкциях // В сб.: Конструкционные и жаропрочные материалы для новой техники. М.: Наука, 1978. С. 36 - 39.

Кишкин С. Т., Строганов Г. Б., Логунов А. В. Литейные жаропрочные сплавы на никелевой основе. М.: Машиностроение, 1987. 112 с.

Каблов Е. Н. Литейные жаропрочные сплавы // В спр. изд.: Машиностроение. Энциклопедия. Т. II-3. Цветные металлы и сплавы. Композиционные материалы. М.: Машиностроение, 2001. С. 519 - 552.

Суперсплавы II. Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок / Под ред. Ч. Т. Симса, Н. С. Столоффа, У. К. Хагеля: Пер. с англ. В 2-х книгах / Под ред. Р. Е. Шалина. М.: Металлургия, 1995. 384 с.

Glenny R. G. E., Northwood J. E., Burwood-Smith A. Materials for gas turbines // International Metallurgical Reviews. 1976. V. 20. P. 1 - 28.

Donachie M. J., Donachie S. J. Selection of superalloys for design. Chapter 8 // Mechanical Engineers Handbook. V. 1. Third Edition. Hoboken: Copyright @ 2006 by John Wiley & Sons. Inc. P. 287 - 334.

Морозова Г. И. Закономерность формирования химического состава γ'/γ-матрицы многокомпонентных никелевых сплавов // ДАН СССР. 1991. Т. 320, № 6. C. 1413 - 1416.

Самойлов А. И., Морозова Г. И., Кривко А. И., Афоничева О. С. Аналитический метод оптимизации легирования жаропрочных никелевых сплавов // Материаловедение. 2000. № 2. С. 14 - 17.

Лашко Н. Ф., Сонюшкина А. И., Шпунт К. Я. и др. Литейный жаропрочный сплав // В сб.: Конструкционные и жаропрочные материалы для новой техники. М.: Наука, 1978. С. 23 - 31.

Patent US 6632299 B1. Nickel-base superalloy for high temperature, high strain application / Harris K. Publ. 14.10.2003.

Patent US 2010/0047110 A1. Ni-base superalloy and gas turbine component using the same / Sato M., Takenaka T., Nitta S. et al. Publ. 25.02 2010.

Патент РФ 2530932 С1. Литейный жаропрочный сплав на никелевой основе и изделие, выполненное из него / Е. Н. Каблов, Н. В. Петрушин, О. Г. Оспенникова, Л. И. Рассохина, Л. А. Подкопаева, О. Н. Битюцкая. Опубл. 20.10.2014.

Каблов Е. Н. Инновационные разработки ФГУП "ВИАМ" ГНЦ РФ по реализации "Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года" // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1(34). С. 3 - 33.

Каблов Е. Н., Петрушин Н. В. Компьютерный метод конструирования литейных жаропрочных никелевых сплавов // В сб.: Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С. Т. Кишкина. М.: Наука, 2006. С. 56 - 78.

Петрушин Н. В., Чабина Е. Б., Назаркин Р. М. Конструирование жаропрочных интерметаллидных сплавов на основе γ'-фазы с высокой температурой плавления. Часть 2 // МиТОМ. 2012. № 3. С. 20 - 23.

Morinaga M., Murata Y., Yukawa H. Recent progress in molecular orbital approach to alloy design // Materials Science Forum. 2004. V. 449 - 452. P. 37 - 42.

Петрушин Н. В., Игнатова И. Н., Логунов А. В. и др. Исследование влияния размерного несоответствия периодов кристаллических решеток γ- и γ'-фаз на характеристики жаропрочности дисперсионно-твердеющих никелевых сплавов // Металлы. № 6. 1981. С. 153 - 159.

Самойлов А. И., Назаркин Р. М., Моисеева Н. С. Определение мисфита во фрагментированных монокристаллах никелевых жаропрочных сплавов // Труды ВИАМ: электрон. научн.-техн. журн. 2013. № 5. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru.

Каблов Е. Н., Голубовский Е. Р. Жаропрочность никелевых сплавов. М.: Машиностроение, 1998. 462 с.

Петрушин Н. В., Чабина Е. Б., Назаркин Р. М. Конструирование жаропрочных интерметаллидных сплавов на основе γ'-фазы с высокой температурой плавления. Часть 1 // МиТОМ. 2012. № 2. С. 32 - 38.

Голиков И. Н., Масленков С. Б. Дендритная ликвация в сталях и сплавах. М.: Металлургия, 1977. 224 с.

Epishin A. I., Svetlov I. L., Petrushin N. V. et al. Segregation in single crystal nickel-base superalloys // Defect and Diffusion Forum. 2011. V. 309 - 310. P. 121 - 126.

Петрушин Н. В., Светлов И. Л. Физико-химические и структурные характеристики жаропрочных никелевых сплавов // Металлы. 2001. № 2. С. 63 - 73.

Петрушин Н. В., Сорокина Л. П., Жуков С. Н. Структурные особенности деформирования и разрушения монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов при циклическом нагружении // МиТОМ. 1995. № 6. С. 2 - 5.

А. с. 687965 СССР. Способ определения относительного объемного содержания упрочняющей γ'-фазы в сплавах / Н. В. Петрушин, А. В. Логунов, А. И. Ковалев и др. // БИ. 1992. № 10. С. 237.

Епишин А. И., Петрушин Н. В., Линк Т. и др. Исследование термической стабильности структуры кобальтового жаропрочного сплава, упрочненного интерметаллидными выделениями γ'-фазы // Деформация и разрушение материалов. 2015. № 3. С. 17 - 23.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2018.2.47-55

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024