Влияние температурно-временных параметров плавки и термической обработки на качество монокристаллических лопаток из жаропрочных никелевых сплавов
Диссертация
Высокие перегревы вызывают значительные переохлаждения сплавов при кристаллизации, что свидетельствует о дезактивации неметаллических включений, которые могут служить подложками для зарождения паразитных кристаллов. Однако характер их развития различен для исследованных сплавов. Максимальные переохлаждения для сплава ЖС36 до 100 °C фиксируются в области температур 1720−1800 °С. Показана связь… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
- 1. 1. Основные этапы развития никелевых суперсплавов и технологий получения лопаток для газовых турбин
- 1. 2. Влияние технологии плавки на свойства изделий из жаропрочных сплавов
- 1. 3. Теоретические и практические предпосылки создания технологии высоко температурной обработки расплавов
- 1. 4. Управление литой структурой никелевых жаропрочных сплавов
- 1. 5. Постановка задач исследования
- ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
- ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ВТОР НА ПАРАМЕТРЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ, СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА НИКЕЛЕВЫХ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ
- 3. 1. Воздействие перегревов на состояние расплавов никелевых жаропрочных сплавов и их параметры кристаллизации
- 3. 2. Влияние режимов ВТОР на структуру монокристаллов [001] никелевого жаропрочного сплава ЖС
- 3. 3. Влияние ВТОР на формирование структуры монокристальных лопаток из сплава ЖС36 в различных сечениях
- 3. 4. Влияние скорости охлаждения на структуру сплавов ЖС36 и ЖС
- 3. 5. Выводы по результатам исследований в главе 3
- ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЛОПАТОК ИЗ СПЛАВА ЖС
- 4. 1. Влияние ВТОР на ликвацию и коэффициенты распределения легирующих элементов между металлической основой и уэ фазой
- 4. 2. Выбор оптимальной термической обработки и оценка склонности к рекристаллизации монокристаллических лопаток из сплава ЖС
- 4. 3. Совершенствование режима термической обработки сплава ЖС32, прошедшего ВТОР
- 4. 4. Влияние примесей на служебные свойства никелевых жаропрочных сплавов ЖС32иЖС
- 4. 5. Выводы по результатам главы
Список литературы
- Кишкин С.Т., Строганов Г. Б., Логунов A.B. Литейные жаропрочные сплавы на никелевой основе. М.: Машиностроение, 1987.112 с.
- Строение и свойства авиационных материалов/Под ред. акад. А. Ф. Белова и проф. В. В. Николенко. М.: Металлургия,-1989. 266с.
- Симс Ч., Хагель В. Жаропрочные сплавы М.: Металлургия, 1976. 568 с.
- Производство высокотемпературных литых лопаток авиационных ГТД/Под ред. С. И. Яцика М.: Машиностроение, 1995.-256с.:ил.
- Химушин Ф.Ф. Легирование, термическая обработка и свойства жаропрочных сталей и сплавов. -М.: Оборониздат, 1962.-450 с.
- Корнилов Н.И. Физико-химические основы жаропрочности сплавов. -М.: Изд. АН СССР, 1961.-513 с.
- Pat. Brit. 2129. Heatfirm alloy / A.L.Marsh, 1906, p.-4.
- Химушин Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы.-М.: Металлургия, 1969.- 749 е.: ил.
- Миркин И.П., Кончеев О. Д. Связь жаропрочности и разности периодов фаз дисперсионнотвердеющих сплавов. -М.: Металловедение и термическая обработка металлов., 1967., № 1, с. 8−10.
- Жаропрочность литейных никелевых сплавов и защита их от окисления/ Б. Е. Патон, Г. В. Строганов, С. Т. Кишкин и др. // Киев: Наук, думка, 1987. 256 с.
- Грисаев С.Д. Успехи в совершенствовании высокотемпературных материалов // Аэрокосмическая техника. 1987. № 9. С. 134−148.
- Bridges P.J. Neue Werkstoffe. Nickelbasis Legierungen // Umschau. 1984. H. 9. S. 276−278.
- Nash P. and West D.R. Phase eguilibrium in the Ni-Ti-Al sustem. // Metal sience. -Desember. -1979. -p. 670−675.
- Малкин В.И., Покладышев B.B. Изучение характера взаимодействия компонентов в у и у'-фазе систем Ni-Al, Ni-Al-Cr, Ni-Al- -Со, NiAl-Fe. // Неорганические материалы. -Изд. АН СССР. -1965. -№ 10. -с. 1747−1757.
- Козлов Л.Я., Козарь В. И., Романов JT.M. Влияние легирующих добавок на механические свойства твердых никелевых растворов. // Известия ВУЗов. -Черная металлургия. -1982. -№ З.-с. 120−124.
- А. с. 1 165 079 СССР. Способ определения прочности сплавов на основе никеля. В 22 D 27/07 / Козлов J1. Я., Романов JI. М., Рожкова Е. В. и др. 01. 03. 86
- Пикунов М.В., Беляев И. В., Сидоров Е. В. Кристаллизация и направленное затвердевание отливок : Моногр./Владимир, 2002, 214с.
- Механизм влияния тугоплавких дисперсных частиц на высокотемпературные свойства жаропрочных сплавов / Ю. З. Бабаскин, В. Б. Брик, JI.B. Иванисенко и др. // Литейное производство. 1979. № 3. С. 5−6.
- Влияние добавок нитрида циркония на структуру и свойства сплава ЖС6К / Л. Н. Лариков, Ю. З. Бабаскин, С. Я. Шипицын, O.A. Шматко // В кн. «жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы на никелевой основе» М.: Наука. 1984. С. 184−187.
- Влияние модифицирования на пластичность сплава ЖС6К / Л. Н. Лариков, Ю. З. Бабаскин, С. Я. Шипицын, O.A. Шматко // МиТОМ. 1983. № 2. С. 52−54.
- Влияние модифицирования тугоплавкими частицами на свойства литого сплава ЖС6У / Л. В. Иванисенко, М. Л. Горб, Е. Г. Кржнер и др.
- В кн.: «Новые методы упрочнения литых сплавов». Киев. — ИПЛ АН УССР. С. 89−96.
- Влияние основы лигатуры на свойства модифицированного сплава ЖС6У / JI.B. Иванисенко, M.JI. Горб, Е. Г. Кенжнер, В. В. Бондарев // Там же. С.105−108.
- Фаткулин О.Х. Модифицирование сплавов на основе никеля тугоплавкими карбидами / В кн.: «Жаропрочные и тугоплавкие сплавы». -М.: ВИЛС. 1977. Вып.З. С.419−434.
- Романов JI. М., Козлов Л .Я., Пинаева О. С. Модифицирование карбидных включений в сложнолегированных никелевых сплавах // Цветные металлы.-1989. -№ 2. С.57−60.
- Козлов Л. Я., Романов Л. М. Модифицирование никелевых сплавов // Цветные металлы. -1988. -№ 1. С.58−62.
- Козлов Л. Я., Романов Л. М. Влияние неметаллических включений на свойства металлопродукции // Сталь. -1992. № 7.С. 28−31.
- Романов Л.М., Солдатов В. А., Сироткин С. А. Особенности растворения тугоплавких частиц в расплавах на основе железа // Изв. ВУЗов Черная металлургия. -1991. № 11. С. 63
- Чеченцев В.Н., Сабуров В. П., Заметаев Е. В. и др. Объемное модифицирование никелевых сплавов при изготовлении отливок// Литейное производство.-1988.-№ 9. -С.13−14.
- Trends in Superalloy Technology // Metal Prog. 1983. V. 123. P. 30−35.
- Строгонов Г. Б., Логунов A.B., ГерасимовВ.В., Кац ЭЛ. Высокоскоростная направленная кристаллизация жаропрочных сплавов// Литейное производство. 1983. № 12. С.20−22.
- Guested P.N., Osgerby S. Mechanical properties ofconventionally cast, directionally solidified and single-cristal superalloys// Materials Scienceand Tecnology. V. 2.1986. № 5. P. 461−475.
- Higginbotham G.J.S. From research to cost-effective directional solidification and singl-crystal production and integrated approach// Materials Science and Tecnology. V. 2. 1986. № 5. P. 442−460.
- Hoppin G.S., Phipps C.M. Development of exotermically cast single crystal MARM247 and derivative alios// Procetding of the International. Simposium on Superalloys «Superalloys-80» ASM park Ogayo. 1980. P. 206−225.
- Денисов А. Я и др. Способ получения монокристаллических отливок. Авторское свидетельство № 1 526 291, от 3 сентября 1987.
- Денисов А. Я и др. Способ получения монокристаллических отливок направленной кристаллизацией. Авторское свидетельство № 1 570 148, от 13 мая 1988.
- Денисов А. Я и др. Способ получения монокристаллических отливок. Авторское свидетельство № 1 526 035, от 8 апреля 1988.
- Вибропрессованые тигли для индукционных печей / P.JI. Маркарян, В. М. Ян, В. Т. Олейник и др. // Огнеупоры. 1981. № 7. С. 29−31.
- Баранова Т.Ф., Курская Н. И., Борзилова В. Д. Корундоцирконовые тигли для индукционной плавки никелевых сплавов // Огнеупоры. 1981. № 7. с. 13−18.
- Технологические условия переплавки жаропрочных сплавов в вакууме при литье лопаток ГТД. Методические материалы. М.НИАТ. 1966. 12с.
- Калинин В.П., Авдюхин С. П., Володина И. В. Тигли для открытой и вакуумной плавки и литья жаропрочных сплавов и сталей // Авиационная промышленность. 1985. Приложение № 5. С. 22−25.
- Мусиенко В.Т., Шункин В. Н., Золотов JI.H. Очистка расплава отнеметаллических включений при разливке сплава ЭП-741 в вакуумной индукционной печи ИСВ-0,16 // Технология легких сплавов. 1979. № 1. С. 62−66.
- Лактионов A.B., Романов JI.M., Уточкин Ю. И. Глубокое рафинирование расплавов на основе железа, никеля и марганца в восстановительных условиях//Электрометаллургия. 1999, № 10, С.12−17.
- Латаш Ю.В., Матях В. Н. Современные способы производства слитков особо высокого качества. Киев: Наук, думка, 1987. 336 с.
- Мацарин К.А., Красновский C.B., Еднерал Ф. П. Плавка никеля в вакууме // Изв. вузов. Черная металлургия. 1964. № 1. С. 62−68.
- Технологические условия переплавки жаропрочных сплавов в вакууме при литье лопаток ГТД. Методические материалы. — М.НИАТ. 1966. 12с.
- Мусиенко В.Т., Шункин В. Н., Золотов Л. Н. Очистка расплава от неметаллических включений при разливке сплава ЭП-741 в вакуумной индукционной печи ИСВ-0,16 // Технология легких сплавов. 1979. № 1. С. 62−66.
- Кремисио P.C. Выплавка сплавов / Жаропрочные сплавы. Под ред. Симса Ч., Хагеля В. М.: Металлургия, 1976. С.354−382.
- Усовершенствование промышленной технологии выплавки труд-нодеформируемого высоколегированного никелевого сплава в вакуумных индукционных печах / Б. Д. Николаев, В. П. Чебунин, М.М.
- Клюев и др. // Черная металлургия: Бюллетень научно-технической информации, 1982, № 6. С. 48−50.
- Каухер В.А. Технологический процесс рафинировочного переплава для сплава ЖСЗДК // Межотраслевой реферативный сборник «Передовой производственно-технический опыт. Литейное производство». Серия ТЗ. 1987. № 1. С. 11.
- Lowndes J.C. Superaloooy Ingot Refining Techigue Lowers Rejictions, Boosts Performance // Aviation Week and Spece Techology. 1985. August 28. P. 103−108.
- A.C. № 639 190 (СССР). Способ получения крупных отливок. За-явл. 29.06.76 № 2 375 477/22−02.
- Никитин В.И. Наследственность в литых сплавах/В.И. НИКИТИН- Самар.гос.техн.ун-т. Самара.: 1995. 248с.: ил.
- Полухин В.А., Ватолин Н. Д. Композиционные мотивы, ближний и дальний порядок в структуре металлических расплавов, стекол и квазикристаллов//Расплавы. 1987. Т.1, вып.5. с.29−65.
- Жукова Л.А., Попель С. И. Икосаэдрическая модель жидких металлов ГКЦ-структуры предплавления и сжиженных инертных газов // ЖФХ. 1982. Т.56, № 33. С.476−478.
- Жукова Л.А., Попель С. И., Спиридонов М. А. Моделирование ближнего порядка в жидком серебре // Расплавы. 1988. Т.2, вып. 4. С.47−52.
- Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. JI.: Наука, 1975. 592 с.
- Филиппов Е.С. О структурном превращении в жидком железе // Изв. вузов. Черная металлургия. 1972. № 9. С. 110−115.
- Новохатский И.А., Архаров В. И. количественная оценка структурной микронеоднородности жидких металлов // ДАН СССР. 1971. Т.201, № 4. С.905−909.
- Ершов Г. С., Черняков A.B. Строение и свойства жидких и твердых металлов. М.: Металлургия, 1978. 248 с.
- Есин В.О. Кластерная структура металлического расплава / Структура и физико-химические свойства металлических и оксидных расплавов. Свердловск, 1986. С.57−67.
- Серегин Б.И., Ватолин H.A., Мень А. Н. Структура металлических расплавов с позиции кластерной модели // ЖФХ. 1979. Т.53, № 7. С.1673−1676.
- Соммер Ф. Модель ассоциатов в теории жидких сплавов / Диаграммы фаз в сплавах. -М.: Мир, 1986. С. 128−141.
- Жидкая сталь / Б. А. Баум, Г. А. Хасин, Г. В. Тягунов и др. М.: Наука, 1969. 280 с.
- Баум Б.А. Металлические жидкости- проблемы, гипотезы. М.: Наука,-1979.-120 с.
- Об аномалиях на политермах вязкости металлических расплавов./ Бодакин Н. Е., Баум Б. А. и др.// Известия вузов. Ч.М.-1977 № 9. С.74−78.
- Попель П.С., Баум Б. А. Термодинамический анализ одной из причин металлургической наследственности // Изв. АН. СССР. Металлы. 1986. № 5.С. 47−51.
- Попель П.С. Демина E.J1. Анализ процесса взаимного растворения жидкостей с ограниченной смешиваемостью // ЖФХ. 1986. № 7.
- Барышев Е.Е. Влияние кластеров на процесс кристаллизации металлов/Электрометаллургия. 2003. № 3. С.21−24.
- Гельчинский Б.Р. Структурные превращения в жидких металлах по данным эксперимента и с точки зрения теории // Изв. вузов. Черная металлургия. 1985. № 7. С. 16−26.
- К вопросу о систематизации политерм вязкости сталей и сплавов / Э. В. Колотухин. Г. В. Тягунов, Б. А. Баум и др. // В сб.: «Физико-химические исследования металлургических процессов». — Свердловск. УПИ. 1988. С.34−39.
- Взаимосвязь характера политерм кинематической вязкости сталей с их химическим составом / Э. В. Колотухин, Г. В. Тягунов, B.C. Цепе-лев и др. // Расплавы. 1988. Т.2, № 6. С. 70−72.
- Еланский Г. Н., Кудрин В. А. Строения и свойства жидкого металла технология — качество. — М.: Металлургия, 1984. 239 с.
- Термоскоростное модифицирование алюминиевых расплавов / В. З. Кисунько, И. А. Новохатский, А. И. Погорелов и др.//Изв.АН СССР.Металлы. 1980. № 1. С. 125−130.
- Гаврилин И.В., Тихонов Н. П., Шаршин В. Н. Химическая недно-родность отливок // Автомобильная промышленность. 1986. № 5. С. 29−30.
- A.C. № 1 153 451 (СССР). Способ обработки жаропрочных сплавов. Заявл. 09.83 № 3 642 564/22−02.
- Зависимость микросктруктуры и свойств никелевого сплава от условий плавки / Е. Е. Барышев, Т. К. Костина, В. Н. Ларионов, Г. И. Зуев // Литейное производство. 1985. № 7. С. 10−11.
- Температурновременная обработка никелевых сплавов в жидком состоянии / Н. М. Кочегура, С. П. Казачков, В. Н. Ткач, A.C. Вишневский // Литейное производство. 1985. № 10. С.13−14.
- A.C. № 1 096 823 (СССР). Способ получения сплавов на никелевой основе. Заявл. 11.01.83 № 3 569 931/22−02.
- Агапова Е.В., Панкин Г. Н., Понаморев В. В., Ларионов В. Н., Денисов А. Я. Субструктура никелевого сплава при направленной кристаллизации. М.: Известия Академии наук СССР, Металлы. 1989. № 2. С. 104
- Денисов А.Я., Савин В. И., Зеленцов A.A., Авдюхин С. П. Монокристаллические турбинные лопатки. Газотурбинные технологии, июнь—июля 2000. С.24
- Денисов А. Я и др. Способ обработки жаропрочных никелевых сплавов. Авторское свидетельство № 1 678 083, от 3 июля 1989.
- Денисов А. Я и др. Способ получения монокристаллических отливок. Авторское свидетельство № 1 624 812, от 23 февраля 1989.
- Денисов А. Я и др. Способ получения монокристаллических отливок. Авторское свидетельство № 1 624 812, от 23 февраля 1989.
- Денисов А.Я., Романов Л. М. Влияние высокотемпературной обработки расплавов на структуру монокристаллических лопаток из никелевых суперсплавов//Сб. трудов МГИУ, М.: 2004.
- Петрушин Н.В., Панкратов В. А., Башашкина Е. В., Денисов А. Я. Особенности формирования структуры жаропрочных никелевых сплавов после высокотемпературной обработки расплава. Авиационная промышленность. Приложение № 2, 1989, С. 14.
- Денисов А. Я и др. Способ обработки жаропрочных никелевых сплавов. Авторское свидетельство № 1 678 083, от 3 июля 1989.
- Козлов Л.Я., Романов Л. М., Петров H.H. Расчет вязкости многокомпонентных расплавов на основе железа и никеля // Известия ву-зов.Ч. М.198. N 3
- Калинин В.П., Авдюхин С. П. Термовременная обработка расплавов для устранения дефектов «звездное небо» в отливках жаропрочных сплавов//Авиационная промышленность.-1987.-№ 10. -С.64.
- Романов Л М., Сардов А. А., Денисов А. Я. и др. Влияние высокотемпературной обработки на параметры кристаллизации никелевых сплавов // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. -1993. № 7., С.56−57.
- Романов Л. М., Громов В. И., Денисов А. Я., Мещанов А. Б., Тарасов И. Н. Получение отливок с направленной структурой из сплавов на железной и никелевой основе //Заготовительные производства.-2004.-№ 10. С.3−6.