Це застарівша версія, яка була опублікована 2021-03-11. Прочитайте найбільш нову версію.

Разработка технологии модифицирования жаропрочного никелевого сплава ЖС3ДК-ВИ ультрадисперсными порошками карбонитрида титана

Автор(и)

  • V. Klochikhin АО "Мотор Сич", Україна
  • S. Danilov АО "Мотор Сич", Україна
  • N. Lysenko АО "Мотор Сич", Україна
  • V. Naumyk Національний університет "Запорізька політехніка", Україна

DOI:

https://doi.org/10.15588/1607-6885-2020-2-5

Ключові слова:

модифицирование, ультрадисперсные частицы, карбонитрид титана, брикет, макроструктура, микроструктура, физико-механические свойства, жаропрочные свойства

Анотація

Цель исследования. Изучить влияние модифицирования присадками ультрадисперсных частиц карбонитрида титана Ti (C, N) в виде порошка и брикетов на структуру и физико-механические свойства сплава ЖС3ДК-ВИ, применяемого для изготовления литых рабочих лопаток турбин авиационных двигателей.

Методы исследования. Предварительную высокотемпературную обработку расплава (ВТОР) проводили на установке ВИП-10.

На установке УППФ-3М с основным тиглем проводили модифицирование сплава ЖС3ДК-ВИ ультрадисперсными частицами карбонитрида титана Ti (C, N) в количестве 60…80 г в виде брикетов или порошка, завернутого в никелевую фольгу.

Образцы подвергали гомогенизации при температуре 1210 °С с выдержкой 3,5 часа и охлаждением на воздухе.

Определяли химический состав сплава исследуемых вариантов. Макроструктуру изучали на пластинах толщиной ~ 4 мм после химического травления. Микроструктуру оценивали на микрошлифах до и после травления в реактиве Марбле.

Микротвердость, временное сопротивление, относительные удлинение и сужение, ударную вязкость определяли при комнатной температуре. Испытания на длительную прочность проводили при 850 °С под нагрузкой 350 МПа. Испытание лопаток на изгиб осуществляли на ручном винтовом прессе в соответствии с ГОСТ 14019-80.

Полученные результаты. Изучена микроструктура брикетов Ti+TiCN методами оптической и электронной микроскопии. Рентгеноспектральным микроанализом (РСМА) изломов образцов подтверждено достаточно равномерное распределение карбонитрида титана в объёме брикетов.

Изучены химический состав, макро- и микроструктура опытного сплава. Проведено фрактографическое исследование строения изломов образцов.

Установлено модифицирующее воздействие ультрадисперсных частиц карбонитрида титана на дендритную структуру, распределение и изменение морфологии первичных карбидов, количество и распределение карбонитридных частиц.

Проведен сравнительный анализ механических и жаропрочных свойств сплава ЖС3ДК-ВИ стандартного состава и модифицированного ультрадисперсными частицами Ti(C, N). Проведены испытания рабочих лопаток турбины на изгиб.

Научная новизна. Показано, что использование ультрадисперсных порошков карбонитрида титана для объемного модифицирования жаропрочного никелевого сплава ЖС3ДК-ВИ позволяет повысить механические и жаропрочные свойства материала. Повышение количества модификатора способствует измельчению зерна.

Более стабильные свойства и благоприятную структуру обеспечивает модифицирование расплава ультрадисперсными частицами Ti(C,N) в виде брикетов. Установлено, что модифицирование порошкообразным Ti(C,N) приводит к снижению значений ударной вязкости вследствие образования пограничной микропористости.

Практическая ценность. Разработана технология модифицирования жаропрочного никелевого сплава ЖС3ДК-ВИ, применяемого для изготовления литых рабочих лопаток газотурбинных двигателей, присадками ультрадисперсных частиц карбонитрида титана Ti(C, N), обеспечивающая повышенный уровень эксплуатационных свойств готовых изделий.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-03-11

Версії

Номер

№ 2 (2020): Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні

Розділ

Технології отримання та обробки конструкційних матеріалів

Ліцензія

Положення про авторські права Creative Commons

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.