- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. СВОЙСТВА И СОСТАВ МАТЕРИАЛОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ
- •1.1. Общие свойства керамики
- •1.1.1. Микроструктура
- •1.1.3. Механическая прочность
- •1.1.4. Модуль упругости
- •1.2.2. Ползучесть
- •1.2.3. Длительная прочность
- •1.3. Теплофизические свойства керамических материалов
- •1.3.1. Теплопроводность
- •1.3.2. Термическое расширение
- •1.4. Термические свойства керамики
- •1.4.1. Огнеупорность
- •1.4.2. Термическая стойкость
- •1.6. Состав и свойства материалов для керамических стержней
- •1.6.1. Огнеупорные материалы
- •1.6.2.Связующие вещества
- •2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ
- •2.1. Основные стадии производства керамики
- •2.3. Прессование стержней
- •2.3.1. Требования к шликерам
- •2.3.2. Прессование
- •2.3.3. Оборудование для прессования стержней
- •2.3.4. Подготовка стержнй"сыРПа к обжигу
- •2.4. Обжиг ст<Фжней
- •2.4.4. Процессы спекания и обжиг керамики
- •2.4.5. Жидкостное спекание
- •2.4.6. Твердофазовое спекание
- •2.4.7. Факторы, определяющие режим обжига изделий
- •2.5. Изготовление стержней лопаток
- •2.5.1. Подготовка исходных материалов
- •2.5.2. Приготовление пластификатора
- •2.5.3. Приготовление термопластичной массы
- •2.5.4. Прессование керамических стержней
- •2.5.5. Рихтовка сырых стержней
- •2.5.6. Изготовление образцов-свндетелей
- •2.5.7. Упаковка сырых стержней в короба
- •2.5.9. Выгрузка коробов из печи и стержней из коробов
- •2.5.10. Определение прочности образцов
- •3.2. Классификация восковых масс по назначению
- •3.2.1. Модельные массы
- •3.2.2. Литниковые массы
- •3.2.3. Водорастворимые массы
- •3.2.4. Специальные модельные массы
- •3.3. Свойства восковых масс и их влияние на качество моделей и отливок
- •3.4. Мониторинг дефектов восковых моделей
- •4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ
- •4.1. Требования к керамическим оболочковым формам
- •4.1.1. Точность воспроизведения конфигурации моделей
- •4.1.3. Термическая стойкость
- •4.1.4. Газопроницаемость и газотворность
- •4.1.5. Химическая стойкость и инертность
- •4.2. Материалы для оболочковых форм, их характеристика и подготовка
- •4.2.1. Основа оболочковых форм
- •4.2.2. Связующие материалы оболочек
- •4.3. Технологический процесс формирования огнеупорной оболочки
- •4.3.1. Приготовление связующего раствора
- •4.3.2. Приготовление огнеупорной суспензии
- •5. ЛИТЕЙНЫЕ ЖАРОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ
- •5.1. Требования к жаропрочным материалам
- •5.2. Классификация жаропрочных сплавов на основе никеля
- •5.3. Основные структурные составляющие никелевых сплавов
- •5.4. Основные направления увеличения прочности сплавов на никелевой основе
- •5.5. Легирование литых жаропрочных сплавов
- •5.6. Термообработка никелевых жаропрочных сплавов
- •6.4.2. Восстановление неметаллических включений
- •6.5. Технологические приемы повышения свойств литых жаропрочных сплавов
- •6.5.1. Поверхностное модифицирование
- •.6.5.2. Модифицирование сплава дисперсными частицами тугоплавких элементов
- •6.5.3. Высокотемпературная обработка расплава
- •7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИТНИКОВЫХ СИСТЕМ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ТОНКОСТЕННЫХ ГАБАРИТНЫХ
- •ОТЛИВОК
- •7.1. Влияние технологических параметров на заполняемость литейных форм металлом
- •7.1.1. Полнота удаления модельного состава из форм
- •7.1.2. Полнота удаления газотворных составляющих
- •7.1.3. Состояние поверхности лицевого слоя оболочки
- •8.3. Внутренние дефекты отливок
- •8.4. Несоответствие по геометрии
- •8.5. Прочие виды дефектов лопаток
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •ЛИТЬЕ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ ОТЛИВОК АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
образуются при высоких температурах (815-980 °С) и большом содержа нии тугоплавкого металла, как правило, при замещении хрома молибденом или вольфрамом в других карбидах.
Топологически плотноупакованные а-, р- и Лавес-фазы понижают длительную прочность и пластичность сплавов, служат источником заро ждения и распространения трещин, ведущих к хрупкому разрушению при низких температурах. При высоких температурах т.п.у. фазы оказывают неблагоприятное воздействие на предел длительной прочности. Они со держат большие количества тугоплавкого металла из у-матрицы жаро прочного сплава, чем вызывают его ослабление. Кроме того, разрушение при высокой температуре происходит предпочтительно вдоль пластин о- фазы, а не по границам зерен.
5.5. Легирование литых жаропрочных сплавов
Рациональное легирование жаропрочных сплавов с интерметаллидным упрочнением складывается из макро- и микролегирования. Макроле гирование достигается легированием элементами, обеспечивающими соз дание термически стойкого твердого раствора у, основной упрочняющей у'-фазы и карбидных фаз. Микролегирование в основном ответственно за упрочнение границ зерен и за удаление с поверхности зерен окислов и вредных легкоплавких примесей.
Микролегирующие элементы обычно мало растворимы в никеле, час то образуют с его твердым раствором эвтектику, упрочняют границы зе рен, предупреждая преждевременное их разрушение под действующей на грузкой или под влиянием агрессивной газовой среды.
К макролегирующим элементам относятся:
-у'-стабилизирующие элементы;
-у-стабилизирующие элементы;
-углерод, способствующий дополнительному карбидному или карбонитридному упрочнению.
Микролегирующими элементами являются:
-б ор;
-элементы второй группы периодической системы - магний, кальций,
стронций, барий, элементы третьей группы - иттрий, лантан и лантаноиды. у'-фазу стабилизируют элементы, концентрации которых в ней больше их средних концентраций в сплаве. В современных сплавах в качестве
элементов, стабилизирующих у'-фазу, используются переходные элементы четвертой группы (титан, цирконий, гафний) и пятой группы (ванадий, ниобий, тантал). В более ранних литейных сплавах в качестве у'- стабилизирующих элементов применялись титан, титан и ниобий (тантал)
или один ниобий (тантал). Наиболее жаропрочные сплавы упрочнены сильным /-стабилизирующим элементом - танталом (1,5-8 %). Вышена званные элементы пятой группы дополнительно упрочняют твердый у- раствор, а также, будучи сильными карбидообразующими элементами, способствуют образованию карбидов типа МеС и снижают жаростойкость сплавов. Элементы этой группы входят и в двойные карбиды.
К основным у-стабилизирующим элементам относятся элементы шес той группы - хром, молибден, вольфрам, расположенные по степени убы вания стабилизации у-фазы. В у'-фазе, наоборот, концентрация хрома (2-3 %) меньше концентрации молибдена, а также вольфрама (до =8-9 %). Это имеет существенное значение для жаростойкости сплавов: у'-фаза обогащена алюминием, а у-фаза - хромом (например, в сплаве содержится 10 % хрома, в у-фазе =20 % хрома, в у'-фазе 2-3 % хрома и =8 % алюми ния).
Карбидообразующими элементами являются хром, молибден, вольф рам, ванадий, ниобий, тантал, титан. Углерод, связывая карбидообразую щие элементы по границам зерен в карбиды, увеличивает в пограничной области концентрацию у'-образующих элементов и способствует образова нию сетки упрочняющей фазы. Он играет большую роль в литейных нике левых сплавах, температурный уровень жаропрочности которых благодаря наличию углерода повышается на 20-25°.
Основным микролегирующим элементом является бор, выделяющий ся по границам зерен. Его способность образовывать бориды с легирую щими элементами (хром, молибден, вольфрам) благоприпятствует тормо жению процессов диффузии основного элемента - никеля по границам зе рен, что в значительной степени определяет термостойкость сплавов. Мик ролегирующие элементы, как правило, имеют высокое сродство к кисло роду; отрицательная величина свободной энергии образования их окислов высокая. Они обладают хорошей сцепляемостью со сплавом. При легиро вании сплавов иттрием, кроме того, повышается их сопротивление газовой коррозии в содержащих серу средах. Известно, что магний в малых оста точных количествах заметно повышает жаропрочность никелевых сплавов.
Лантаноиды в никелевых сплавах действуют как рафинирующие эле менты, но в основном они полезны в качестве легирующих и модифицирующих элементов.
Микролегирующие элементы оказывают наиболее сильное влияние на жаропрочность литейных сплавов и относительно небольшое влияние на их кратковременную прочность. Оптимальная жаропрочность соответству ет узкому интервалу содержания микролегирующего элемента.
Добавки кобальта поднимают температуру растворения у'-фазы, улуч шая тем самым жаропрочность сплава.