Розмір шрифту: 

Турбинные лопатки современных как авиационных, так и наземных силовых установок являются элементами, выполняющими очень ответственную работу, ведь от их качественности, в широком смысле этого слова, зависят жизни людей. Именно поэтому так много внимания уделяется механическим свойствам лопаток. Но также необходимо учитывать экономическую сторону вопроса, так как применимость изделий важна в промышленных масштабах.     Высокожаропрочный сплав ЖС32-ВИ отвечает всем требованиям по механическим свойствам, предъявляемым к материалу лопаток. Он отличается очень сложной системой легирования и, соответственно, высокой стоимостью, при этом не обладает коррозионной стойкостью, вследствие чего на лопатки дополнительно наносят коррозионное покрытие.     Высокожаропрочный никелевый сплав ЖС32-ВИ полностью удовлетворяет требованиям, как материал рабочих лопаток. Однако данный сплав имеет очень высокую стоимость, в основном, за счет легирования очень дорогим и дефицитным элементом рением (4 % по массе), который делает применение сплава ЖС32-ВИ для рабочих лопаток стационарных газотурбинных установок экономически нецелесообразным.      Кроме высокой стоимости, сплав ЖС32-ВИ показывает структурную и фазовую нестабильность при долговременном влиянии высоких температур (1000…1100 °С), которые являются следствием образования значительного количества топологически плотноупакованных (ТПУ) фаз типа µ-фазы и двойных карбидов типа МеС, которые негативно влияют на показатели жаропрочности и пластичности.     Рений является одним из немногих элементов, которые повышают температуру плавления никелевых сплавов и оказывают наиболее заметное влияние на термостабильность ?-матрицы, тем самым существенно улучшая жаропрочные свойства металла.     Положительное влияние тантала на механические свойства никелевых сплавов объясняется тем, что при легировании этим элементом образуется монокарбид тантала, более прочно связанный с матрицей по сравнению с другими видами карбидов. С повышением концентрации тантала в сплаве (или при уменьшении содержания титана) он принимает более интенсивное участие в образовании карбида МеС, частично вытесняя из него титан, вольфрам, молибден. Легирование жаропрочных сплавов танталом обеспечивает их длительную работоспособность при повышенной температуре.     В данной работе изучили влияние увеличения в составе жаропрочного никелевого сплава ЖС32-ВИ содержания тантала от 4,0 % до 9,0 % при одновременном снижении содержания рения от 4,0 % до 1,5 % на его свойства.     Результаты механических испытаний на кратковременную прочность образцов с монокристаллической [001] макроструктурой опытных составов № 1…№ 5 и их математической обработки показали, что в опытном составе № 5, содержащем 9 % тантала и 1,5 % рения, прочностные характеристики заметно снижаются, по сравнению со сплавом ЖС32-ВИ и опытными сплавами № 1…№ 4.     Сплав, содержащий 8 % тантала и 2 % рения является оптимальным с точки зрения прочностных характеристик и себестоимости.