СВАРКА СПЛАВОВ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ
Эти сплавы обладают высокой жаропрочностью, окалиностойкостью и коррозионной стойкостью в газовых, соляных и жидкометаллических средах при Т = 1000...1100 °С (табл. 28). Mo, W, Со, Cr упрочняют матричный твердый раствор на основе никеля; А1 и Ti вместе с Ni образуют метастабильную g'–фазу с такой же структурой, как и матричный раствор (ГЦК); углерод в количестве до 0,1...0,15 % формирует дисперсные карбиды на границах зерен.
Периоды решеток g– и g'–фаз отличаются незначительно (0,1 %), поэтому полученная метастабильная структура сохраняется при высоких температурах в течение 20...30 тыс. часов.
Никелевые сплавы делятся на две группы:
1. Гетерогенные термоупрочняемые дисперсионным твердением, имеющие несколько исходных состояний.
В закаленном состоянии сплавы имеют наименьшую жаропрочность, но наибольшую пластичность. В дисперсно-упрочненном (состаренном) состоянии пластичность минимальна, а жаропрочность максимальна и зависит от объема, химического состава и морфологии упрочняющих фаз.
2. Гомогенные нетермоупрочняемые.
Главная роль в обеспечении жаропрочности никелевых сплавов принадлежит g'–фазе (интерметаллиды типа Ni (Ti, Al), Ni Al (Nb, Al) с ГКЦ-решеткой), общее количество которой пропорционально содержанию (Ti+А1) или (Nb+А1).
Если (Ti+Al) > 8 %, доля g'–фазы достигает 60 %. Выделяясь в объемах зерен при 600...950 °С в виде большого числа когерентных мелкодисперсных частиц, g'–фаза создает эффективные барьеры движения дислокаций. В то же время g'–фаза значительно пластичнее карбидов, а прочность ее возрастает с увеличением Т.
Таблица 28
Химический состав и применение высоколегированных жаропрочных никелевых сплавов, %
| Марка сплава | C | Mn | Si | Cr | W | Ti | Al | Другие элементы (не более) | Примечание |
| не более | |||||||||
| ХН77ТЮ (ЭИ437А) | 0,06 | 0,4 | 0,6 | 19...22 | – | 2,3...2,7 | 0,55...0,95 | 4Fe; 0,01Ge | Диски турбин, газопроводы |
| ХН70ВМТЮ (ЭИ617) | 0,12 | 0,5 | 0,6 | 13...16 | 5...7 | 1,8...2,3 | 1,7...2,3 | 5Fe; 0,02B; 0,02Ge | Лопатки турбин |
| ХН67ВМТЮ (ЭП202) | 0,08 | 0,5 | 0,6 | 17...20 | 4...5 | 2,2...2,8 | 1,0...1,5 | 4Fe; 0,01B; 0,01Ge; 4,5Mo | Лопатки турбин |
| ХН60ВМТЮ (ЭП539) | 0,09 | 0,5 | 0,5 | 17...19 | 2,5...4,0 | 2,3...3,0 | 3...4 | 4Fe; 0,02B; 0,02Ge; 6Mo | Лопатки турбин |
| ХН75ВМТЮ (ЭИ602) | 0,08 | 0,4 | 0,8 | 19...22 | – | 0,35...0,75 | 0,35...0,75 | 3Fe; 0,2Cu; 2Mo; 1,1Nb | Камера сгорания |
| ХН62МБВЮ | – | – | – | 13...18 | 4...5 | – | 0,9...1,4 | 10Fe; 5Mo; 5Nb; 0,02Ge; 0,01Zr | Сопловые лопатки |
| Н70М27Ф (ЭП496) | 0,05 | 0,5 | 0,2 | 0,3 | – | – | – | 4Fe; 27Mo; 1,7V | Трубопроводы агрессивных сред |
| ХН65М16В (ЭП-567) | 0,05 | 1,0 | 0,15 | 14...16 | 3,0...4,5 | – | – | 1Fe; 17Mo | Трубопроводы агрессивных сред |
| Хастеллой Н (США) | 0,05 | 0,8 | 0,1 | 6...8 | – | 0,5 | 5Fe; 18Mo | Детали обшивки ракет | |
| Инконель (США) | 0,04 | 0,18 | 0,27 | – | 1,0 | 0,3 | 19Fe; 3Mo; 0,1Co; 5(Nb+To) | Детали обшивки ракет | |
| MAR M211 (США) | 0,15 | 0,2 | 0,2 | 5,5 | 2,0 | 1,5Fe; 10Co; 2,5Mo; 2,7Nb; 0,05Zr; 0,015B; 3Mo; 15Co | Лопатки газовых турбин | ||
| Удимет-700 (США) | 0,15 | – | – | 13...17 | – | 3...4 | 3,7...4,7 | 1Fe; 0,1B; 20Co; 5,7Mo | Лопатки газовых турбин |
| Нимоник 80А (Англия) | 0,10 | 1,0 | 1,0 | 18...21 | – | 1,8...2,7 | 0,5...1,8 | 5Fe; 2Co | Лопатки газовых турбин |
| Нимоник 115 (Англия) | 0,15 | – | – | – | 3Mo; 15Co | Лопатки газовых турбин | |||
| ЖС6К | 0,20 | 0,4 | 0,4 | 10...12 | 4,5...5,5 | 4,5...5,5 | 5...6 | 2Fe; 0,02B; 4,5Mo; 5Co | Лопатки и роторы турбин |
Наряду с g'–фазой возможно образование побочных некогерентных фаз, которые выделяются по границам зерен вследствие сегрегации или ликвации и приводят к охрупчиванию сплавов: h–фаза (NiTi), s–фаза (FeCr), карбиды (Ме23C6 и Ме6С), бориды (Ме3В2).
В перестаренном состоянии (старение при повышенных Т) сплавы имеют промежуточные значения жаропрочности и пластичности вследствие коагуляции упрочняющих фаз.
Дата добавления: 2016-03-22; просмотров: 752;