Литейные свойства никелевых жаропрочных сплавов

Литейные свойства никелевых жаропрочных сплавов изучались многими исследователями. Исследование литейных свойств сплавов проводили на оболочковых формах — пробах объемом 17,5 см³, аналогичных по конфигурации малой комплексной пробе Купцова—Нехендзи для испытания цветных металлов. Проба позволяет одновременно определить жидкотекучесть, свободную линейную усадку, степень поражения сплава трещинами, объемы усадочных пороков в условиях, близких к типичным условиям получения отливок из жаропрочных никелевых сплавов.

Для определения литейных свойств никелевого ЖС32 заливку пробы осуществляли в оболочковую форму. Модель получали запрессовкой модельной массы М В в стальной кокиль, представленный на рис. 3.19.

Керамическую форму изготавливали путем окунания модельного блока в суспензию с последующей обсыпкой электрокорундом и сушкой каждого слоя в установке вакуумно-аммиачной сушки УВС-3. В качестве связующего использовали гидролизованный этилсиликат ЭТС40, в качестве огнеупорного накопителя суспензии применяли электрокорунд марки 25А. Для обсыпки первого слоя керамической формы применяли электрокорунд фракции 0,16…0,25 мм, для последующих слоев — электрокорунд фракции 0,5…0,63 мм на модельные блоки наносили в 10 слоев, причем последний слой являлся закрепляющим. После окончания сушки модельную массу вытапливали из оболочки горячим паром при температуре 160… 170 °C и давлении 0,7…0,8 МПа на бойлерклаве модели 64 501. Затем оболочку прокаливали при температуре 1025… 1075 °C в течение 6…8 ч с целью полного выгорания остатков модельной массы и продуктов неполного гидролиза связующего.

Рис. 3.19. Схема малой комплексной пробы:

• 1 — левая половина кокиля; 2— воронка керамическая; 3 — правая половина кокиля;
• 4 — шпилька М8/М10

Плавку и заливку проводили в вакуумной печи УППФ-3 М при остаточном давлении 10 Па (7,5−10^-2 мм рт. ст.). Для регулирования скорости истечения металла в конусную часть пробы устанавливали тонкостенную керамическую воронку с калиброванным отверстием в дне диаметром 6 мм. Для сохранения гидродинамических условий заполнения формы, предохранения от попадания в нее мусора и брызг металла в воронку укладывали кружок из никелевой фольги толщиной 0,1…0,2 мм, закрывающий дно.

После остывания каналы пробы вскрывали и определяли свободную линейную усадку, жидкотекучесть, степень поражения сплава трещинами, объемы усадочных пороков. Жидкотекучесть, усадка сплавов и склонность их к образованию трещин приведены в табл. 3.4, 3.5.

Таблица 3.4

Результаты измерения усадки и жидкотекучести исследуемых сплавов.

Таблица 3.5

Склонность сплавов к образованию трещин.

Из приведенных таблиц видно, что увеличение перегрева сплавов над линией ликвидуса повышает их жидкотекучесть, в то время как усадка меняется незначительно. Наблюдается ухудшение трсщиноустойчивости сплавов при увеличении температуры их заливки.