Разработка технологии модифицирования жаропрочного никелевого сплава ЖС3ДК-ВИ ультрадисперсными порошками карбонитрида титана
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6885-2020-2-5Ключові слова:
модифікування, ультрадисперсні частинки, карбонітрид титану, брикет, макроструктура, мікроструктура, фізико-механічні властивості, жароміцні властивості.Анотація
Мета дослідження. Вивчити вплив модифікування присадками ультрадисперсних частинок карбонітриду
титану Ti(C,N) у вигляді порошку і брикетів на структуру і фізико-механічні властивості сплаву ЖС3ДК-ВІ,
що застосовується для виготовлення литих робочих лопаток турбін авіаційних двигунів.
Методи дослідження. Попередню високотемпературну обробку розплаву (ВТОР) проводили на установці
ВІП-10.
На установці УППФ-3М з основним тиглем проводили модифікування сплаву ЖС3ДК-ВІ ультрадисперсними
частинками карбонітриду титану Ti(C,N) в кількості 60...80 г у вигляді брикетів або порошку, загорнутого в
нікелеву фольгу.
Зразки піддавали гомогенізації при температурі 1210 °С з витримкою 3,5 години і охолодженням на
повітрі.
Визначали хімічний склад сплаву досліджуваних варіантів. Макроструктуру вивчали на пластинах
товщиною ∼4 мм після хімічного травлення. Мікроструктуру оцінювали на мікрошліфах до і після травлення
в реактиві Марбле.
Мікротвердість, тимчасовий опір, відносні подовження і звуження, ударну в’язкість визначали при
кімнатній температурі. Випробування на тривалу міцність проводили при 850 °С під навантаженням
350 МПа. Випробування лопаток на вигин здійснювали на ручному гвинтовому пресі відповідно до
ГОСТ 14019-80.
Отримані результати. Вивчено мікроструктуру брикетів Ti + TiCN методами оптичної та електронної
мікроскопії. Рентгеноспектральним мікроаналізом (РСМА) зламів зразків підтверджено досить рівномірний
розподіл карбонитрида титану в обсязі брикетів.
Вивчено хімічний склад, макро- і мікроструктура досвідченого сплаву. Проведено фрактографіческое
дослідження будови зламів зразків.
Встановлено модифікуючу вплив ультрадисперсних частинок карбонитрида титану на дендритну
структуру, розподіл і зміна морфології первинних карбідів, кількість і розподіл карбонітридним частинок.
Проведено порівняльний аналіз механічних та жароміцних властивостей сплаву ЖС3ДК-ВІ стандартного
складу і модифікованого ультрадисперсними частинками Ti (C, N). Проведено випробування робочих лопаток
турбіни на вигин.
Наукова новизна. Показано, що використання ультрадисперсних порошків карбонітриду титану для
об’ємного модифікування жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ дозволяє підвищити механічні та
жароміцні властивості матеріалу. Підвищення кількості модифікатора сприяє подрібненню зерна.
44
Більш стабільні властивості і сприятливу структуру забезпечує модифікування розплаву
ультрадисперсними частинками Ti(C, N) у вигляді брикетів. Встановлено, що модифікування порошкоподібним
Ti(C, N) призводить до зниження значень ударної в’язкості внаслідок утворення приграничної мікропористості.
Практична цінність. Розроблено технологію модифікування жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ,
що застосовується для виготовлення литих робочих лопаток газотурбінних двигунів, присадками
ультрадисперсних частинок карбонітриду титану Ti(C, N), що забезпечує підвищений рівень експлуатаційних
властивостей готових виробів.
##submission.downloads##
Опубліковано
Версії
- 2021-03-25 (5)
- 2021-03-25 (4)
- 2021-03-18 (3)
- 2021-03-18 (2)
- 2021-03-11 (1)
Номер
Розділ
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 Creative Commons Attribution License, 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.
