Меркулова Г.А. Металловедение и термическая обработка цветных сплавов

Подождите немного. Документ загружается.

259

тивление разрыву составляет 700–800 МПа при относительном удлинении

20–40 %.Длительная (сточасовая) прочность этих сплавов при 800

С не

превышает 50–130 МПа. Высокотемпературная прочность достигает мак-

симума при 20 % Сr, дальнейшее увеличение содержания хрома приводит

к уменьшению жаропрочности. Сплавы, легированные алюминием и тита-

ном (ХН60Ю, ХН78Т), термически упрочняются.

Жаростойкие никелевые сплавы обладают повышенным электри-

ческим сопротивлением, и поэтому нихромы, такие, как Х15Н60 (кроме

никеля и хрома он

содержит 25 % Fe), X20H80 и некоторые другие, ис-

пользуют в качестве элементов сопротивления нагревательных печей, ра-

ботающих в среде воздуха до 1000–1200

С.

Жаропрочные никелевые сплавы

Жаропрочные сплавы (деформируемые, литейные, дисперсно-упроч-

ненные) представляют наиболее важную группу сплавов на основе никеля.

лияние

легирующих

элементов

на жаропрочность

никелевых сплавов

Чистый никель не отличается

особо высокой жаропрочностью; при

температуре 800

С его 100-ч дли-

тельная прочность составляет 40 МПа.

Легирование никеля 20 % Сr обеспечивает сравнительно небольшое рас-

творное упрочнение; его длительная прочность возрастает всего на 25–30 %,

главным образом в результате увеличения сил межатомной связи.

Алюминий сильно повышает жаропрочные свойства не только двой-

ных, но и сложнолегированных никельхромовых сплавов. Благоприятное

влияние алюминия на жаропрочность обусловлено формированием упроч-

няющей γ'-фазы (Ni

Аl), количество которой возрастает с увеличением со-

держания алюминия и составляет: ~5 % при 0,6 % А1; ~25 % при 1,7 % А1

и ~42 % при 4 % Аl. Увеличение количества γ'-фазы вызывает повышение

жаропрочных характеристик. Вместе с тем алюминий уменьшает техноло-

гическую пластичность никельхромистых сплавов и при содержаниях бо-

лее 3-4 % Al возникают существенные затруднения при обработке давлением.

Легирование никельхромовых сплавов (2,5–3,0 %)Ti способствует

образованию тонкодисперсных выделений интерметаллида Ni

Ti, что

вызывает повышение длительной прочности. Однако предельные рабочие

температуры в этом случае не столь велики, как при легировании алюми-

нием, поскольку несоответствие параметров решетки упрочняющей фа-

зы и матрицы для Ni

Ti больше, чем для Ni

Al, что вызывает более интен-

сивную коагуляцию частиц Ni

Ti при высоких температурах по сравнению

260

с Ni

Al. При одновременном легировании никельхромовых сплавов алю-

минием и титаном жаропрочные свойства обычно несколько ниже, чем при

легировании одним алюминием в той же концентрации, что и суммарное со-

держание алюминия и титана. Жаропрочность некоторых многокомпонент-

ных сплавов, легированных алюминием и титаном одновременно, примерно

такая же, как и у сплавов, легированных одним алюминием, что наблюдается

в том случае, когда содержание компонентов подобрано таким образом, что

их распределение между γ- и γ'-фазами обеспечивает почти нулевой пара-

метр несоответствия решеток.

В сплавах на никелевой основе всегда есть железо, хотя оно и не явля-

ется основным легирующим элементом. Железо допускается в этих сплавах в

связи с возможностью использования для легирования вместо хрома более

дешевого феррохрома. В сплавах, предназначенных для работы при темпера-

турах 700–750

С, содержание железа ограничивается до 5–8 %, поскольку

до этих концентраций оно практически не влияет на жаропрочность и тех-

нологичность сплавов. В сложнолегированных сплавах с высокой рабочей

температурой железо ухудшает жаропрочность, и его содержание не должно

превышать 1-2 %.

Кобальт входит в состав γ'-фазы, замещая никель, но основная его

доля растворяется в γ-фазе. Он повышает температуру полного растворе-

ния γ'-фазы в матрице, что способствует увеличению жаропрочности нике-

левых сплавов. Благоприятное влияние кобальта состоит также в повыше-

нии пластичности и вязкости. Поэтому в деформируемые никелевые спла-

вы вводят до 15–20 % (по массе) Со. В литейных сплавах содержание ко-

бальта не превышает 10 %.

Ванадий, ниобий и тантал вводят в никелевые сплавы для легирования

γ'-фазы, упрочнения γ-твердого раствора и формирования карбидов. Вана-

дий примерно поровну распределяется между γ- и γ'-фазами и стабилизи-

рует структуру сплава. Его действие подобно бору, но бор стабилизирует

границы зерен, а ванадий оказывает такое же действие по всему объему

зерна. С увеличением содержания элементов VA группы в никельхромо-

вых сплавах, легированных алюминием и титаном, жаропрочность повы-

шается.

Хром, растворяющийся преимущественно в γ-фазе, увеличивает

длительную прочность сложнолегированных сплавов при температурах

700–750

С. Однако хром существенно снижает температуру солидус спла-

вов (рис. 8.1), так что при очень высоких рабочих температурах большое со-

держание хрома отрицательно сказывается на длительной прочности из-за

ускорения диффузионных процессов.

Вольфрам, примерно поровну распределяясь между γ- и γ'-фазами,

тормозит развитие в них диффузионных процессов и поэтому повышает

261

жаропрочность никелевых сплавов. Молибден тоже растворяется в γ'-фазе,

но большая его часть входит в состав γ-твердого раствора, в связи с чем

молибден оказывает эффективное растворное упрочнение. Однако при вы-

соких содержаниях молибдена возрастает склонность жаропрочных нике-

левых сплавов к внутреннему окислению, особенно при высоких темпера-

турах и длительных выдержках. Поэтому в наиболее жаропрочных сплавах

(ЖС6Ф, ЖС6ФУ) содержание молибдена ограничивают 1-2 %.

Содержание элементов VIA группы (Сr, Mo, W), а также алюминия

и титана не должно быть чрезмерно большим, так как в структуре сплавов

появляются нежелательные σ- и α-фазы, ухудшающие их жаропрочность и

технологичность.

В никелевых сплавах всегда есть углерод, в связи с чем в них образуют-

ся карбиды, а в присутствии азота и карбонитриды. Карбиды и карбонитриды

могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние в зависи-

мости от их количества и распределения. В большинстве сплавов содержание

углерода не должно превышать 0,12 % из-за ухудшения пластичности. Вме-

сте с тем снижение содержания углерода до концентраций меньше 0,03 %

также нежелательно, так как снижается долговечность сплавов и их длитель-

ная прочность. Необходимо стремиться к тому, чтобы карбиды выделялись

преимущественно по границам зерен, упрочняя их. Для того чтобы получить

сочетание высокой жаропрочности и приемлемой пластичности, необходимо

обеспечить выделение определенных карбидов в наиболее благоприятной

форме. Наиболее желательны карбиды типа МеС и Ме

С простой формы;

резко отрицательное влияние на пластические свойства никелевых сплавов

оказывают карбиды ячеистой структуры, а также видманштеттова строения.

Легирование никелевых сплавов ниобием и танталом способствует стабили-

зации карбидов типа МеС, а повышенные содержания хрома облегчают вы-

деление карбидов типа Ме

нежелательной морфологии.

Легкоплавкие элементы – свинец, сурьма, висмут, сера, скапли-

вающиеся при кристаллизации на границах зерен, резко снижают жаро-

прочность сплавов, их пластические свойства и сильно увеличивают разброс

свойств даже в полуфабрикатах одной плавки. Поэтому при выплавке слит-

ков жаропрочных никелевых сплавов принимают все меры, чтобы свести со-

держание этих вредных примесей до минимума.

К вредным относят также газовые примеси (кислород, азот, водород).

Кислород и азот образуют неметаллические включения, которые являются

потенциальными очагами разрушения, а водород, при содержаниях больше

критических, может вызывать водородную хрупкость.

Наиболее высокие жаропрочные свойства достигаются при комплекс-

ном легировании никелевых сплавов. Усложнение химического состава ни-

келевого твердого раствора легированием одновременно несколькими эле-

262

ментами, такими, как хром, молибден, вольфрам, кобальт, ниобий, увеличение

содержания упрочняющей γ'-фазы, обусловленное увеличением содержания

γ'-стабилизаторов (алюминия, титана, ниобия, гафния и др.), микролегирова-

ние бором, цирконием, церием приводят к увеличению длительной прочно-

сти никелевых сплавов и к повышению их предельных рабочих температур.

Термическая обработка

жаропрочных никелевых сплавов

В никелевых сплавах оптимальное

сочетание количества, формы, разме-

ров и распределения упрочняющей

фазы достигается упрочняющей термической обработкой, состоящей из

закалки и старения. Температура нагрева под закалку должна быть доста-

точно высокой для наиболее полного растворения γ'-фазы. Она обычно из-

меняется от 1080 до 1220

С в зависимости от состава сплава. Чем выше

температуры полного растворения γ'-фазы, тем больше жаропрочные ха-

рактеристики сплава. Закалку никелевых сплавов обычно осуществляют

охлаждением на воздухе.

В ряде случаев применяют двойную закалку, состоящую из охлаж-

дения на воздухе с температур выше сольвуса и повторной закалки с более

низких температур (1000–1050

С). Цель первой ступени закалки состоит в

переводе в пересыщенный γ-раствор возможно большего количества уп-

рочняющих фаз. При нагреве под повторную закалку выделяются и коагу-

лируют карбиды, а выделения γ'-фазы при выбираемых длительностях на-

грева не происходит, так как эти температуры близки к сольвусу для

γ'-фазы, в связи с чем термодинамический стимул распада по схеме γ → γ'

очень мал. В сплавах с большим количеством γ'-фазы (45–50 %) при нагре-

ве под повторную закалку по границам зерен γ-фазы, помимо карбидов,

выделяются также крупные частицы γ'-фазы, что затрудняет зерногранич-

ную ползучесть и повышает жаропрочность после окончательной упроч-

няющей обработки. Двойная закалка обеспечивает более высокие пласти-

ческие свойства состаренных сплавов по сравнению с одинарной закалкой.

Карбиды, выделяющиеся при 1000–1050

С, равномерно распределяются

по объему. Если повторную закалку не делать и проводить старение после

высокотемпературной закалки, то карбиды образуют сплошную сетку по

границам зерен, снижающую пластичность.

Закаленный γ-твердый раствор неоднороден, в процессе охлаждения на

воздухе в нем происходит перераспределение легирующих элементов и обра-

зуются обогащенные алюминием и титаном области размером от 8 до 100 нм.

В сложнолегированных сплавах, а также в сплавах с высоким содержанием

алюминия даже при охлаждении в воде происходит частичный распад пе-

ресыщенного γ-твердого раствора по схеме γ → γ' с выделением тонкодис-

персных частиц упрочняющей фазы.

263

Последующее старение проводят при температуре, выше ожидаемой в

условиях эксплуатации или, по крайней мере, равной рабочей температуре.

Температура старения составляет от 700 до 950

С в зависимости от соста-

ва сплава. В процессе старения из пересыщенного γ-твердого раствора вы-

деляется γ'-фаза. Если частичный распад γ → γ' прошел уже на стадии ох-

лаждения, то выделившиеся ранее частицы укрупняются и, кроме этого,

образуются новые частицы.

Жаропрочные никелевые сплавы часто подвергают ступенчатому

старению, причем температура второй ступени несколько ниже, чем пер-

вой. Цель ступенчатого старения – обеспечение возможно более полного

выделения γ'-фазы. Увеличение количества γ'-фазы при второй ступени

старения происходит в результате подрастания частиц, образовавшихся на

первой ступени старения. В результате более полного выделения γ'-фазы

ступенчатое старение обеспечивает более высокие прочностные и жаро-

прочные характеристики по сравнению с одинарным старением.

За формирование дисперсной структуры высоколегированных жа-

ропрочных никелевых сплавов ответственны все этапы термической об-

работки.

Структура и механические свойства жаропрочных деформируемых

никелевых сплавов во многом зависят от определенного сочетания режи-

мов обработки давлением и термической обработки. Для жаропрочных ни-

келевых деформируемых сплавов наибольший интерес представляют два

варианта технологических процессов, которые включают в себя взаимосвя-

занные деформационные механизмы и структурные (фазовые) превращения.

Первый вариант начинается с предварительной горячей деформа-

ции, сопровождающейся динамической рекристаллизацией, что приводит к

мелкозернистой структуре, позволяющей вести дальнейшую обработку

давлением в условиях сверхпластичности. На заключительной стадии про-

изводства полуфабрикатов проводят рекристаллизационный отжиг по ре-

жимам, обеспечивающим оптимальный размер зерна, соответствующий

максимальной жаропрочности, а также закалку и старение.

Второй вариант обработки осуществляют в условиях, когда в про-

цессе деформации происходит избирательная динамическая рекристалли-

зация по границам зерен с формированием дуплексной частично рекри-

сталлизованной структуры типа «ожерелье». Такая структура представлена

крупными исходными нерекристаллизованными нагартованными зернами

γ-фазы (d

≈ 0,05–0,l мм), окаймленными сеткой мелких рекристаллизо-

ванных зерен той же γ-фазы (d

c p

≈ 0,005–0,015 мм). При такой структуре

сверхпластичность не проявляется. Последующая термическая обработка

включает в себя неполную закалку с температур, исключающих полную

рекристаллизацию, и одно- или многоступенчатое старение.

264

Формирование структуры того или иного типа зависит от соотно-

шения температур полного растворения γ'-фазы и температуры динамиче-

ской рекристаллизации. Если температура сольвуса γ'-фазы совпадает или

ниже температуры динамической рекристаллизации, то создаются условия

формирования структуры типа «ожерелье»; в противном случае образова-

ние такой структуры исключено.

При деформации в условиях полного или почти полного растворения

γ'-фазы эффективными препятствиями скольжению дислокаций служат грани-

цы γ-зерен и скопления карбидных выделений по этим границам. В итоге

зародыши динамически рекристаллизованной структуры возникают на

границах γ-зерен, а не в их объеме. Если температура деформации не

слишком высока, то динамическая рекристаллизация не распространяется

по всему объему зерен и возникает структура типа «ожерелье». После за-

калки и старения такая структура обеспечивает сочетание высокой проч-

ности, высоких характеристик жаропрочности (сопротивления ползучести

и длительной прочности) и повышенного сопротивления малоцикловой ус-

талости. Повышение характеристик жаропрочности по сравнению с дру-

гими способами обработки обусловлено деформированными крупными

γ-зернами оптимальных размеров с развитой полигонизованной структу-

рой, а повышенное сопротивление малоцикловой усталости связано с

окантовкой крупных зерен мелкими ре кристаллизованными зернами.

Если температура полного растворения γ'-фазы выше температуры

динамической рекристаллизации, то пластическая деформация происходит

в гетерогенной системе с большим количеством дисперсных фаз в объеме

зерна. В этом случае скопления дислокаций образуются как на границах

зерен, так и на межфазных границах внутри зерна, что приводит к мелко-

зернистой рекристаллизованной структуре. При такой структуре сплав об-

ладает сверхпластичностью, но характеристики жаропрочности невысоки.

Хотя жаропрочность можно повысить рекристаллизационным отжигом,

приводящим к росту зерна до оптимальных размеров, ее уровень все же

ниже, чем при структуре типа «ожерелье».

Для снятия остаточных напряжений после механической обработки

применяют отжиг при температурах ниже температур нагрева под закалку,

но выше температур старения, а затем для восстановления жаропрочных

свойств готовые изделия подвергают дополнительному старению.

Литейные жаропрочные никелевые сплавы подвергаются, как пра-

вило, только гомогенизационному отжигу или гомогенизации с после-

дующим «низкотемпературным» старением. Температуру гомогенизации

выбирают в пределах «окна» термообработки ΔТ

то

ΔТ

то

= Т

лп

– Т

пп

265

где Т

лп

– температура локального плавления, при которой плавится нерав-

новесная эвтектика; Т

пп

– температура полного растворения γ'-фазы (соль-

вус γ'-фазы).

Продолжительность гомогенизации определяется химическим со-

ставом сплавов, расстоянием между осями дендритов первого порядка и

другими структурными характеристиками сплава.

Гомогенизации подвергают также слитки деформируемых сплавов

для сведения к минимуму внутридендритной ликвации. Температура гомо-

генизации должна быть ниже неравновесного солидуса (Т

пл

) и обычно со-

ставляет 1170–1220

С, 8–10 ч.

Для сплавов направленной кристаллизации с большим температур-

ным градиентом и, как следствие, с тонкой структурой, требуется неболь-

шая продолжительность гомогенизации (~2 ч). Для сплавов, полученных в

установках со сравнительно небольшим температурным градиентом, дли-

тельность гомогенизации должна составлять 4–6 ч из-за более грубой

структуры. Очень большая длительность гомогенизационного отжига тре-

буется для устранения ликвационной неоднородности распределения

вольфрама и рения из-за малой скорости диффузии атомов этих элементов.

Литейные сплавы с монокристаллической структурой подвергаются

довольно сложной термической обработке. Она состоит из нескольких ста-

дий, которые включают гомогенизацию в течение 4–6 ч в интервале темпе-

ратур от Т

пр

до Т

(температура солидус) и двухступенчатое «низкотемпера-

турное» старение. После гомогенизации монокристальные отливки охлаж-

дают со скоростью не менее 100

С/мин для предотвращения коагуляции

γ'-частиц. Первое старение проводится при температурах 980–1080

С в те-

чение 4–10 ч, а второе – при 850–900

С в течение 20–48 ч, что обеспечива-

ет формирование совершенной кубовидной формы γ'-частиц [1].

Жаропрочные деформируемые

сплавы

Жаропрочные никелевые сплавы

были разработаны в середине ХХ в. В

высокожаростойкие никельхромовые

сплавы (80 % Ni + 20 % Сr) со структурой твердого раствора были введены

элементы (алюминий и титан), которые образуют ограниченные твердые

растворы с переменной, уменьшающейся с понижением температуры рас-

творимостью, что позволило методами упрочняющей термической обра-

ботки ввести в жаростойкую матрицу дисперсные частицы.

Состав

этих сплавов, получивших название нимоников, оказался

столь удачным, что привело к созданию нового класса высокожаро-

прочных материалов, до настоящего времени применяющихся в самых

(ответственных изделиях авиационной и ракетно-космической техники. В

нашей стране первым промышленным жаропрочным никелевым сплавом

266

стал сплав ЭИ437 (ХН77ТЮ), легированный 20 % Сr, 2,5 % Ti и 0,75 % А1.

Впоследствии были разработаны более совершенные сплавы этого типа

ЭИ437А, ЭИ437Б, ЭИ437БУ (см. табл. 8.1). Сплав ЭИ437А отличается от

ЭИ437 более узкими пределами химического состава, а сплав ЭИ437Б

(ХН77ТЮР) – микролегированием бором в количестве 0,005–0,008 %. В

сплаве ЭИ437БУ

допускаются меньшие интервалы в содержании леги-

рующих элементов по сравнению со сплавом ЭИ437Б. Если этот сплав вы-

плавляют в вакуумно-дуговых печах, его маркируют ЭИ437БУВД.

Сплавы типа ЭИ437 в закаленном состоянии отличаются невысо-

кими прочностными характеристиками, большой пластичностью и удар-

ной вязкостью. Высокая пластичность позволяет проводить обработку дав-

лением с высокими степенями деформации. После закалки с 1080–1120

С на

воздухе или струей воздуха сплавы подвергают старению при (700 ±10)

(ЭИ437А, ЭИ437Б) или 750–790

С (ЭИ437БУ, ЭИ437БУВД) в течение 16 ч.

Распад пересыщенного γ-раствора начинается с формирования об-

ластей, обогащенных легирующими элементами, которые затем переходят

в предвыделения γ'-фазы (рис. 8.4). При достаточно длительных выдерж-

ках предвыделения сменяются γ'-фазой. В процессе старения когерент-

ность между γ'-фазой и γ-раствором постепенно нарушается и

частицы

γ'-фазы начинают коагулировать. Распад пересыщенного γ-раствора начи-

нается с границ зерен. Начало появления в приграничных областях пред-

выделений γ'-фазы, видимых при увеличении в 18000 раз

характеризует

линия АБ (рис. 8.4), линия ВГ определяет начало появления некогерентных

с матричным раствором, обособленных частиц γ'-фазы. При очень дли-

тельных выдержках (более 1000 ч при 800

С) начинает выделяться η-фаза

(Ni

Ti) пластинчатой формы, а при очень высоких температурах об-

разуется также карбид хрома Сr

. При пониженных температурах выде-

ляются карбид Сr

и карбонитрид титана Ti(C, N). После старения по

оптимальному режиму количество γ'-фазы в сплавах типа ЭИ437 составля-

ет около 10 %.

Дополнительное легирование сплавов типа ЭИ437Б молибденом и

вольфрамом послужило основой разработки сплава ЭИ617 с еще более вы-

сокой жаропрочностью. Сплав ЭИ617 отличается от ЭИ437Б не только бо-

лее сложнолегированным γ-твердым

раствором, но и большим суммарным

содержанием алюминия и титана, в связи с чем количество γ'-фазы увели-

чилось до 16–20 %. Увеличение содержания алюминия в сплаве ЭИ617

до 2,7 % вместо 2 % (при неизменном содержании остальных легирую-

щих элементов) привело к разработке сплава ЭИ826 с еще большим коли-

чеством γ'-фазы (25–30 %), что вызвало дальнейшее повышение

жаро-

прочности.

267

Для изготовления дисков газотурбинных двигателей довольно ши-

роко применяют сплав ЭИ698, отличающийся от сплава ЭИ437Б дополни-

тельным легированием молибденом и ниобием при несколько большем

суммарном содержании алюминия и титана, в связи с чем содержание

γ'-фазы составляет примерно 20 %. Все это обусловливает его большую

жаропрочность по сравнению со сплавом ЭИ437

Б.

Рис. 8.4. Диаграмма изотермического

распада γ-твердого раствора в сплаве

ЭИ 437Б при старении после закалки

(ДЕ – температура полного растворе-

ния γ'-фазы)

При разработке высокожаропрочных сплавов необходимо учиты-

вать, что некоторые легирующие элементы сильно понижают температуру

солидус. Такие элементы, существенно повышающие жаропрочные свой-

ства при умеренных температурах, нежелательны, если необходимо обес-

печить достаточную жаропрочность при более высоких температурах. К их

числу относится хром (см. рис. 8.1). Поэтому в сплавах ЭИ929 и ЭИ867,

предназначенных

для эксплуатации при температурах до 900–950

С, со-

держание хрома снижено до 10 %. Высокие жаропрочные характеристики

этих сплавов обеспечиваются легированием кобальтом, который одновре-

менно повышает пластические свойства сплавов. Кобальт относится к тем

немногим элементам, которые не только не понижают температуру солидус

никеля, а даже несколько ее повышают, по крайней мере, в системе Ni–Co.

Жаропрочные свойства сплавов ЭИ929 и ЭИ

867 обусловлены не

только легированием γ-твердого раствора кобальтом, но и большим коли-

чеством γ'-фазы, а также благоприятным влиянием бора и карбида TiC. В

сплаве ЭИ929 после старения количество упрочняющей γ'-фазы [Ni

Al или

(Ni, Co)

(Al, Ti)] достигает 36–38 %.

В сплаве ЭИ867, не содержащем титан, дисперсионное упрочнение

обеспечивает фаза γ' (Ni

Al), обладающая очень небольшим параметром

несоответствия с матрицей и поэтому мало склонная к коагуляции. После

закалки и старения при 950

С в течение 8 ч количество γ'-фазы в этом

сплаве составляет 34 %.

10 10

τ, ч 10

268

Еще более высокой жаропрочностью отличаются сплавы ЭП742,

ЭК79, ЭП741 и ЭП975, в которых количество γ'-фазы составляет 40, 45, 50

и 60 % соответственно. В сплаве ЭП741 карбиды имеют состав

МеС, кото-

рый обеспечивает наилучшее сочетание жаропрочных и пластических

свойств. Преимущественное образование карбида

МеС в сплаве ЭП741

объясняется сравнительно низким содержанием углерода и вольфрама и

легированием ниобием, который стабилизирует карбид NbC. Пониженное

содержание вольфрама уменьшает склонность к образованию карбидов

типа

Ме

С, менее благоприятных, чем МеС.

Содержание углерода в жаропрочных никелевых сплавах должно

находиться в определенных пределах. При слишком малом содержании

углерода на границах зерен образуются оксидные пленки из-за недоста-

точного раскисления сплавов. С увеличением содержания углерода склон-

ность к образованию оксидных пленок уменьшается, и вместе с тем повы-

шаются характеристики жаропрочности из-за упрочняющего

действия

дисперсных выделений карбидов. Однако при слишком большом содержа-

нии углерода сплавы теряют пластичность и технологичность. Так, в спла-

ве ЭП741 наилучшее сочетание механических и технологических свойств

обеспечивается при содержании углерода в пределах 0,02–0,06 %.

Жаропрочные никелевые сплавы с большим количеством γ'-фазы

обладают низкими технологическими свойствами, и получение деформи-

рованных полуфабрикатов

из слитка представляет собой довольно сложную

проблему. Поэтому при производстве этих сплавов широко применяют ме-

тоды порошковой и гранульной технологии (в этом случае в конце марки

сплава указывают букву П). Порошковая и гранульная технологии позво-

ляют преодолеть многие технологические трудности производства слож-

ных деталей из жаропрочных сплавов, например интегральных роторов.

Жаропрочные

литейные сплавы

Жаропрочные литейные никелевые

сплавы отличаются от деформируемых

следующими

преимуществами:

▪ имеют более высокие жаропрочные свойства при высоких тем-

пературах в связи с возможностью введения в сплавы легирующих элемен-

тов в больших концентрациях, т.к. высокая технологическая пластичность

не требуется при получении фасонных отливок;

▪ обладают более высоким коэффициентом использования металла

(0,8–0,95 вместо 0,15–0,25 для деформируемых сплавов);

▪ характеризуются меньшей трудоемкостью изготовления

типовых

для этих сплавов деталей (при изготовлении лопаток турбин трудоемкость

меньше в 3-4 раза);