Розмір шрифту: 

Нікелеві і кобальтові жароміцні сплави широко використовуються в ракетній, космічній і авіаційній техніці, головним чином як матеріал високотемпературних секцій газотурбінних двигунів, таких як камери згорання, робочі і направляючі лопатки. За кордоном і в Україні використовують дифузійні алюмідні, хромалюмідні покриття  типу  платина-хром-алюміній. Альтернативою покриттям, які містять платину, є комплексні дифузійні системи типу Ni-Cr-Si і покриття, які отримують плазмовим розпиленням типу             Ni-Cr-Al-Y-Si або осадженням у вакуумі методом електронно-променевої  технології.     Дифузійні алюмідні покриття не забезпечують ефективний захист сплаву від окиснення при циклічних теплозмінах. Жаростійкі сплави на основі нікелю мають кращу корозійну стійкість, ніж прості дифузійні покриття Ni-Al. Жаростійкі сплави, які використовуються для випаровування і отримання покриттів, об’єднані в одну групу Me-Cr-Al. Залежно від призначення і умов роботи виробів як основа покриттів використовують залізо, кобальт або нікель.     Жаростійкість сплавів і відповідно покриттів на кобальтовій основі при температурах більше 1100 оС нижче за жаростійкість сплавів на основі нікелю аналогічного складу. Термостійкість захисної плівки, яка формується на поверхні конденсатів Me-Cr-Al, вкрай низька, у зв’язку з чим у сплави, які випаровуються, необхідно вводити ітрій та інші елементи, які збільшують зчеплення Al2O3 з конденсатом. Втрата поверхневими шарами алюмінію в процесі окиснення пов’язана з низьким вмістом ітрію (0,015…0,020 %), через що не вдається отримати міцно зчеплену з покриттям окалину. Надійне зчеплення окалини Al2O3 відбувається завдяки взаємодії з частками оксидів Y2O3, які рівномірно розподілені по границях зерен шару, який конденсується. Аналогічну дію, окрім ітрію, мають і інші активні елементи як церій, гафній та ін.     На жаростійкість конденсатів Ni(Co)-Cr-Al-Y головним чином впливає вміст алюмінію у сплавах, які випаровуються. Із збільшенням концентрації алюмінію опір окиснення сплавів, які випаровуються зростає і підвищується робочий ресурс покриттів. Хром в інтервалі концентрацій 15…30 % мало впливає на жаростійкість покриттів Ni-Cr-Al в ізотермічних умовах окиснення. Проте, при теплозмінах великий вміст хрому може понизити опір термічній втомі і в цілому захисний ефект покриття.      До 1980 р. захисні покриття на лопатках газотурбінних двигунів одержували методом термодифузійного хромування, алітування й алюмосиліціювання. Однак підвищення робочих температур, питомих навантажень і агресивності палива зробили ці покриття малоефективними.  На  їхню  зміну  прийшли процеси вакуумного осадження жаростійких покриттів на основі сплавів Me-Cr-Al-(Y). Одним з таких методів осадження покриттів є  електронно-променеве випаровування з наступною конденсацією пари у вакуумі. Інтенсивне випаровування сплавів забезпечує високу щільність парового потоку, що ускладнює проникнення атомів залишкових газів у внутрішній обсяг газового потоку. Навіть при випаровуванні хімічно активних металів і сплавів на їхній основі, наприклад, титану чи хрому, вміст азоту і кисню в конденсатах не підвищується в порівнянні з вмістом у вихідному матеріалі. Швидкість випаровування з одиниці поверхні при  даній  потужності електронного пучка залежить від цілого ряду факторів: тиску в робочій камері, конструкції тигля й інтенсивності його охолодження, щільності електронів по поверхні матеріалу, який оброблюється.      Покриття, нанесені даним способом, мають кращі функціональні властивості для захисту лопаток газових турбін. Застосування високошвидкісного випаровування дає можливість отримання покриттів багатокомпонентних сплавів, у яких різниця температур випаровування компонентів більша ніж на 350 оС.