Розмір шрифту: 

Милонин Е.В., Наумик В.В., Гайдук С.В.
(АО «Мотор Сич», ЗНТУ, г. Запорожье)

naumik@zntu.edu.ua

Для изготовления литых рабочих лопаток с направленной и монокри-сталлической макроструктурой широкое распространение получил жаропроч-ный никелевый сплав ЖС32-ВИ. Одним из основных легирующих элементов в его составе является тантал, который существенно повышает прочностные свойства никелевых сплавов и, кроме того, является умеренным по стоимости, в сравнении с таким элементом как рений.
Исследовали качество материала образцов, отлитых методом высокоско-ростной направленной кристаллизации (ВНК) на установке УППФ-3М из опытного жаропрочного никелевого сплава на базе ЖС32-ВИ, с повышенным содержанием Та, без Nb, при пониженных содержаниях Со и С.
Исследование проводили в сравнении с аналогичными образцами, отли-тыми методом ВНК из сплава ЖС32-ВИ.
Значения отклонений направления [001] от оси Z в образцах с монокри-сталлической макроструктурой, отлитых из опытного жаропрочного никелево-го сплава, соответствовали требованиям ТУ для сплава ЖС32-ВИ (ВНК) – не более 20 угл. град. Остальные образцы имели направленную структуру с коли-чеством кристаллов не более 3.
Механические и жаропрочные свойства исследованных образцов опытно-го жаропрочного никелевого сплава после проведения гомогенизации в вакууме при температурах 1255 ºС и 1270 ºС, удовлетворительные и отвечают требова-ниям ТУ для сплава ЖС32-ВИ.
При этом следует отметить, что значения длительной прочности опытных образцов, испытанных при температуре 1000 ºС и напряжении 28 кгс/мм2, на-ходятся на уровне значений для сплава ЖС32-ВИ. При испытании при темпера-туре 975 ºС и напряжении 25 кгс/мм2 длительная прочность опытного сплава более чем в 3 раза превышает средние значения для сплава ЖС32-ВИ. Приве-денные данные подтверждают положительное влияние повышенного содержа-ния Ta на жаропрочность и перспективность применения низкоуглеродистой модификации сплава на базе ЖС32-ВИ
В материале обнаружены микропоры и усадочная рыхлота, единичные оксидные включения размером, не превышающим 20 мкм, а также мелкие включения сферической формы светло-серого цвета (в отдельных случаях с ро-зовыми вкраплениями) размером ~2…4 мкм, характерные для сложных оки-слов. Карбиды и карбонитриды методом оптической микроскопии при увели-чениях до × 1000 не обнаружены, что характерно для структуры низкоуглеро-дистого никелевого сплава (С ≤ 0,08%).
Микроструктура термически обработанных образцов опытного сплава при температуре 1255 ºС характерна для литейных жаропрочных никелевых сплавов с наличием структурной неоднородности. Следов перегрева не обна-ружено.
Повышенное содержание эвтектической фазы (γ-γ΄) и разноразмерность частиц γ΄-фазы в осях и междендритных пространствах в опытном сплаве, ве-роятно, обусловлены проведением термообработки при температуре значи-тельно ниже температуры полного растворения γ΄ и (γ-γ΄)-фаз в твердом рас-творе, а также пониженным содержанием углерода.
Гомогенизация при температуре 1270 ºС по режиму предусмотренному для сплава ЖС32-ВИ, не приводит к полному растворению эвтектической (γ-γ΄)-фазы в γ-твердом растворе, но способствует существенному выравниванию размеров γ΄-фазы в осях и междендритных пространствах.
Проведение термообработки при более высокой температуре (1270 ºС вместо 1255 ºС) не привело к существенному повышению механических и жа-ропрочных свойств опытного сплава.