Вплив способів модифікування на структуру та властивості жароміцних нікелевих сплавів

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗАПОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 669.245:669.145:621.746.5

05.02.01 - Матеріалознавство

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

ВПЛИВ СПОСОБІВ МОДИФІКУВАННЯ НА СТРУКТУРУ ТА ВЛАСТИВОСТІ ЖАРОМІЦНИХ НІКЕЛЕВИХ СПЛАВІВ

Педаш

Олексій Олександрович

Запоріжжя

2011



ДИСЕРТАЦІЄЮ Є РУКОПИС

Робота виконана на кафедрі "Машини та технологія ливарного виробництва" Запорізького національного технічного університету Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України.

Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор

Цивірко Едуард Іванович,

Запорізький національний технічний університет,

професор кафедри "Машини та технологія ливарного

виробництва"

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Качан Олексій Якович,

ВАТ "Мотор Січ", м. Запоріжжя,

заступник головного технолога

кандидат технічних наук,

Квасницька Юлія Георгіївна,

Фізико-технологічний інститут металів та сплавів

НАН України (м. Київ),

старший науковий співробітник

Захист відбудеться "27" травня 2011 р. о 15³⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 17.052.01 у Запорізькому національному технічному університеті Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України за адресою: 69063, м. Запоріжжя, вул. Жуковського, 64, ауд. 153.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Запорізького національного технічного університету за адресою 69063, м. Запоріжжя, вул. Жуковського, 64.

Автореферат розісланий "20" квітня 2011 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

доктор технічних наук

О.А. Мітяєв



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми: Подальший розвиток турбінобудування пов'язаний з ростом ефективності та надійності робочих параметрів двигунів та установок, для яких потрібно розробляти та впроваджувати нові матеріали та технології. В той же час вдосконалення технології одержання вже існуючих матеріалів шляхом покращення їх структурних параметрів може забезпечити суттєве підвищення фізико-механічних та експлуатаційних характеристик агрегатів відповідального призначення при мінімальних матеріальних витратах.

Для виготовлення деталей авіаційних газотурбінних двигунів (ГТД) та стаціонарних газоперекачувальних установок знайшли широке використання такі деталі гарячого тракту як: робочі лопатки турбін, соплові апарати та т.п. Ці деталі працюють в жорстких умовах навантаження в широкому температурному інтервалі, що вимагає від них забезпечення значної жароміцності впродовж тривалого часу експлуатації. В зв'язку з цим дослідження по розробці ефективних способів підвищення властивостей литих деталей гарячого тракту ГТД важливі для виробництва конкурентноспроможної продукції та мають досить актуальний характер.

В останній час все більшого розвитку отримали різноманітні способи покращення стану жароміцних нікелевих сплавів шляхом зовнішнього впливу на їх макро- та мікроструктуру. Серед методів такого зовнішнього впливу досить ефективним показує себе модифікування металу, коли незначний вміст активних елементів або їх сполук суттєво покращують структурний стан литого сплаву, що в свою чергу приводить до росту фізико-механічних та експлуатаційних показників литих деталей гарячого тракту ГТД.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана згідно з порядком проведення дослідних конструктивних і технологічних робіт на виробництві у відповідності із затвердженою на ВАТ "Мотор Січ" нормативно-технічною документацією та госпдоговірного НДР "Розробка технологічних рекомендацій по модифікуванню сплавів на нікелевій основі" в 2004-2005 р. із ТОВ "Скамер" (м. Запоріжжя),

ГД №1154.

Мета та задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи було визначення оптимальних способів модифікування нікелевих жароміцних сплавів для підвищення фізико-механічних та експлуатаційних показників виливків гарячого тракту ГТД.

Для досягнення вказаної мети в роботі необхідно було вирішити наступні задачі:

1. Визначити вплив і оптимізувати технологічні параметри поверхневого модифікування алюмінатом кобальту для сплавів ЖС3ЛС-ВІ та ЗМІ3У-ВІ з метою покращення структури та властивостей виливків.

2. Провести порівняльне дослідження впливу поверхневого, об'ємного і комбінованого (одночасного застосування поверхневого і об'ємного) модифікувань на структуру та властивості виливків зі сплавів ЖС3ЛС-ВІ та ЗМІ3У-ВІ. жароміцний нікелевий цирконій виливок

3. Визначити ефективність впливу різних способів модифікування на структуру та властивості виливків, отриманих зі сплавів ЖС3ЛС-ВІ та ЗМІ3У-ВІ з різною чистотою за шкідливими домішками.

4. Визначити оптимальний спосіб модифікування для кожного сплаву (ЖС3ЛС-ВІ та ЗМІ3У-ВІ) з метою покращення комплексу фізико-механічних та експлуатаційних показників відповідального литва різного призначення.

Об'єкт дослідження. Жароміцні нікелеві сплави після різних способів модифікування.

Предмет дослідження. Закономірності впливу способів модифікування на структуру та властивості відповідального литва, яке отримували методом вакуумної електрометалургії в керамічних ливарних формах за витоплюваними моделями.

Методи дослідження. При вирішенні поставлених задач використовувалися сучасні методи виплавлення та очищення жароміцних сплавів в вакуумних установках, одержання виливків в керамічних ливарних формах за витоплюваними моделями. Структурні характеристики литих зразків та реальних виливків оцінювалися якісними та кількісними методами оптичної та електронної металографії, рентгеноспектральним аналізом. Фізико-механічні та експлуатаційні характеристики литва вивчалися на прогресивному обладнанні (випробувальних машинах та стендах). Для встановлення наявності залежностей між хімічним складом, структурними характеристиками та фізико-механічними властивостями використовувалися методи кореляційного аналізу.

Наукова новизна:

- встановлені закономірності формування структури та зміни властивостей виливків з нікелевих жароміцних сплавів ЖС3ЛС-ВІ та ЗМІ3У-ВІ під впливом поверхневого, об'ємного та комбінованого модифікування (з одночасним використанням поверхневого і об'ємного модифікування);

- вперше при комбінованому модифікуванні сплаву ЖС3ЛС-ВІ встановлений оптимальний вміст алюмінату кобальту в елементах форми для поверхневого модифікування та цирконію (0,07...0,09%) для об'ємного модифікування;

- показано, що високотемпературна обробка розплаву (ВТОР) сприяє одержанню сплавів з високою однорідністю, а їх модифікування суттєво впливає на покращення структури та фізико-механічних властивостей виливків.

Практичне значення отриманих результатів: В результаті досліджень які отримані автором:

1. Промисловим випробуванням визначено оптимальний спосіб комбінованого модифікування нікелевих жароміцних сплавів ЖС3ЛС-ВІ, ЗМІ3У-ВІ та інших для забезпечення підвищення якісних характеристик відповідального литва різного призначення в ГТД.

2. Розроблена технологія, яка пройшла промислове випробування - оптимальний варіант комбінованого модифікування цирконієм та алюмінатом кобальту нікелевих жароміцних сплавів ЖС3ЛС-ВІ, ЗМІ3У-ВІ з попередньою високотемпературною обробкою розплаву.

3. Встановлено оптимальні температури заливання рідких розплавів

в форми з поверхневим модифікуванням алюмінатом кобальту - 1500...1550°С;

4. Впровадження практичних рекомендацій оптимальних способів модифікування нікелевих жароміцних сплавів на Запорізькому машинобудівному заводі ім. Омельченко В.І.

(м. Запоріжжя) дозволяє підвищити вихід якісних литих деталей, які

задовольняють вимогам нормативно-технічної документації (НТД), та отримати економічний ефект з розрахунку на один моторокомплект секторів статору 16816 грн. (для двигуна Д-336-2) та

3102 грн. на один виливок суцільнолитого соплового апарату двигуна ТВ3-117.

Особистий внесок пошукача в роботах, що опубліковані у співавторстві (у порядку, наведеному у переліку опублікованих робіт):

- встановлення впливу поверхневого модифікування алюмінатом кобальту та об'ємного цирконієм на структуру та властивості виливків - [1, 8];

- проведення досліджень, встановлення закономірностей впливу поверхневого та об'ємного модифікування цирконієм та бором на макро- та мікроструктуру, структурні складові та фізико-механічні властивості жароміцних сплавів після ВТОР - [2, 3];

- встановлення впливу комбінованого модифікування алюмінатом кобальту, цирконієм або бором на макро- та мікроструктурний стан та фізико-механічні властивості жароміцних сплавів - [9, 13];

встановлення впливу комбінованого модифікування на структуру та властивості жароміцних нікелевих сплавів після ВТОР - [4, 5, 12];

- розробка технології отримання виливків з комбінованим модифікуванням однорідних сплавів - [10, 11];

- випробування та оптимізація технології отримання виливків - [6, 7].

Апробація результатів дисертації: Основні положення та результати дисертаційної роботи доповідалися на міжнародних наукових технічних конференціях "Неметалеві вкраплення і гази у ливарних сплавах" (2006, 2009 рр., м. Запоріжжя), "Пути повышения

качества и экономичности литейных процессов" (2005 р., м. Одеса), "Нові матеріали та методи їх обробки для підвищення надійності та довговічності виробів" (2008 р., м. Запоріжжя), "Прогрессивные технологии жизненного цикла авиационных двигателей и энергетических установок" (2009 р., м. Алушта), "Международная молодежная научно-техническая конференция: Молодежь в авиации: новые решения и перспективные технологии" (2007, 2008, 2009 рр.,

м. Алушта).

У повному обсязі робота доповідалася на кафедрі машин та технології ливарного виробництва ЗНТУ.

Публікації: За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 13 наукових праць, у тому числі 5 статей у спеціалізованих виданнях з переліку ВАК, 2 патенти України

на корисну модель та 6 тез матеріалів на конференціях.

Структура дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів, загальних висновків, додатків та переліку використаних джерел. Загальний обсяг дисертації становить 173 сторінки машинописного тексту, включаючи 57 таблиць, 60 рисунків, 3 додатки на 6 сторінках, перелік використаних джерел із 107 найменувань на 11 сторінках.



ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі викладено актуальність теми дисертаційної роботи, мета та задачі досліджень, її наукова новизна, практична цінність отриманих результатів й основні положення, що виносяться автором на захист.

У першому розділі на основі аналізу літературнних джерел наведено умови експлуатації деталей гарячого тракту ГТД, описані схеми легування жароміцних нікелевих сплавів та їх структура. Показано доцільність використання об'ємного та поверхневого модифікування для підвищення властивостей виливків. Встановлено напрями по застосуванню у якості модифікаторів алюмінату кобальту, бору або цирконію. Відмічається перспективність застосування перед модифікуванням високотемпературної обробки розплаву.

Проведені раніше різними дослідниками роботи в галузі застосування вищезазначених технологій не розкривають у повній мірі проблем, що поставлені даним дослідженням, що зумовлює актуальність їх проведення та визначення оптимального способу модифікування з метою покращення структури та підвищення фізико-механічних властивостей виливків, ресурсу та надійності роботи газотурбінних двигунів в цілому.

Проведення критичного аналізу літературних даних дозволило сформулювати задачі по досягненню мети дослідження.

У другому розділі наведено описання матеріалів та методик для виконання задач поставлених дослідженням.

Об'єктом дослідження були виливки із нікелевих жароміцних сплавів після різних способів модифікування. У якості шихти використовували литі заготовки зі сплавів ЖС3ЛС-ВІ та

ЗМІ3У-ВІ, що задовільняли вимогам нормативно-технічної документації (НТД). Хімічний склад досліджуваних сплавів за основними елементами, % (мас.):

ЖС3ЛС-ВІ (ОСТ1 90127-85): Ni-основа, С=0,05...0,12, Сr=15,0...18,0, Co=4,0...5,0, Mo=3,0...4,5, W=3,0...4,5, Al=2,4...3,0, Ti= 2,4...3,0.

ЗМІ3У-ВІ (ТУ481.981.6.0009): Ni-основа, С=0,07...0,15, Сr=12,5...14,0, Co=4,0...6,0, Mo=0,5...1,25, W=6,5...8,0, Al=2,8...4,0, Ti= 4,0...5,5.

Сплави виготовляли методом переплавлення мірної заготовки у вакуумній індукційній печі УППФ-3М з ємністю тиглю до 15 кг. Частину заготовок піддавали ВТОР при температурі 1850±20°С з витримкою 10...12 хв. та вакуумі з напуском аргону. З урахуванням наявності у вихідних сплавах елементів розплави модифікували чистим цирконієм або нікель-боровою лігатурою (85%В та 15%Ni) та заливали їх у підігріті до 950±10°С спеціальні керамічні форми, отримані за технологією витоплюваних моделей. При їх виготовленні для першого шару покриття використовували суспензії двох видів: на основі мікропорошків білого електрокорунду та на основі мікропорошків білого електрокорунду та алюмінату кобальта (5% об'єму суспензії).

Виливки проходили термічну обробку за режимами: сплав ЖС3ЛС-ВІ - нагрівання до 1190±10°С, витримка 4 год., охолодження на повітрі; сплав

ЗМІ3У-ВІ - нагрівання до 1180±10°С, витримка 4 год., зниження температури до 1050±10°С, витримка 2 год., охолодження на повітрі + старіння при 750±10°С, витримка 16 год., охолодження на повітрі.

Для вивчення впливу поверхневого модифікування на внутрішніх поверхнях охолоджуваних виливків ГТД на керамічні стрижні наносили частки алюмінату кобальту у складі суспензії, яка складалася з етилцелозольву (ГОСТ 18313-88) - 47,5%,

лаку КО-815 (ГОСТ 11086-76) - 47,5%, алюмінату кобальту CoO·Al₂O₃ - 5%.

Хімічний склад сплавів визначали спектральним методом (метали та неметали) на установці ARL4460 та хімічним методом (гази) на газоаналізаторі LECO TN-114 по

ГОСТ 17745-90.

Макроструктуру та фрактограми зламів ударних зразків вивчали під бінокулярним мікроскопом МБС-9 при збільшенні Ч10. Мікроструктуру - під мікроскопом МІМ-10 та NEOPHOT при збільшеннях Ч100...500, та растровому електронному мікроскопі JSM T-300 при збільшенні до Ч20000. Підрахунок середнього розміру макрозерна та структурних складових проводили за стандартними методиками (ГОСТ 1778-70).

Хімічний склад структурних складових визначали на мікрозонді МАР-3 методом локального рентгеноспектрального мікроаналізу.

Механічні властивості визначали згідно вимог ГОСТ 1497-84 та

ГОСТ 9454-78. Випробування на тривалу міцність зразків проводили згідно вимог ГОСТ 10145-84 на установці АІМА-2 при температурах 800, 850, 900, 950°С та відповідних напруженнях 420, 350, 200, 120 МПа.

Мікротвердість сплавів визначали за допомогою мікротвердомера фірми "BUEHLER" та приставки mnp (HAVEMANN) cтруктурного аналізатора "Епіквант".

Випробування на втому виконували стандартним методом на базі 20 млн. циклів способом динамічного збудження коливань у лопатках на електродинамічному вібростенді ВЕДС-200 в резонансному режимі.

Експериментальні дані оброблювали методом кореляційного аналізу за допомогою сучасних компьютерних програм Excel та Advanced Grapher.

У третьому розділі досліджувався вплив різних способів модифікування (об`ємне - бором та цирконієм; поверхневе - алюмінатом кобальту; комбіноване (з одночасним застосуванням об'ємного і поверхневого)) на структуру та властивості сплавів ЖС3ЛС-ВІ та ЗМІ3У-ВІ різної однорідності за шкідливими домішками (до та після високотемпературної обробки розплаву (ВТОР)).

В сплавах було отримано 0,13…0,18% цирконію та 0,04...0,09% бору.

Модифікування бором збільшувало вміст азоту (N₂) та і кисню (O₂) в сплаві ЖС3ЛС-ВІ (рівняння 1, 2). В той же час в сплаві ЗМІ3У-ВІ бор суттєво не вплинув на його газонасиченість.

O₂=1176,1%B+4,90, %, r=0,93;(1)

N₂= 1374,4%B+20,56, %, r=0,76,(2)

де %B - вміст бору (% мас.) в сплаві ЖС3ЛС-ВІ.

В залежності від способу модифікування та однорідності металлу розмір макрозерна в зразках сплаву ЖС3ЛС-ВІ зростав від 0,34 до 3,05 мм, та ЗМІ3У-ВІ - від 0,41 до 2,39 мм (рис. 1, табл. 1). При цьому вищі значення властиві для зразків з більшою товщиною (Ш25 мм).

На зменшення розміру макрозерна в зразках обох сплавів суттєво впливало комбіноване модифікування з цирконієм та проведення ВТОР сплаву ЖС3ЛС-ВІ. Спостерігається тенденція зростання розміру макрозерна при модифікуванні сплавів бором незалежно від їх однорідності (див. табл. 1).

Середня відстань між осями дендритів другого порядку в зразках сплаву ЖС3ЛС-ВІ була в межах 40...65 мкм (мінімальні значення при комбінованому модифікуванні з цирконієм) та сплаву ЗМІ3У-ВІ - 28...48 мкм (мінімальні значення після об'ємного модифікування бором)

(див. табл. 1). Підвищення однорідності сплавів (ВТОР) майже не вплинуло на цей показник мікроструктури.



Таблиця 1-

Середні показники макро- та мікроструктури виливків з жароміцних нікелевих сплавів ЖС3ЛС-ВІ та ЗМІ3У-ВІ після різних способів модифікування (чисельник - без ВТОР, знаменник - після ВТОР)

Маркасплаву

Модифікування

Розмір макрозерна в зразках, мм

Відстань між осями дендритів другого порядку, мкм

Мікроструктура

Вміст карбонітридів, об'ємний відсоток, 10-4

?10 мм

Ш25 мм

Середній розмір, мкм

Індекс, Ч10-6

Карбіди

Евтектика

Карбонітриди

гґ-фаза

Карбіди

Евтектика

гґ-фаза

ЖС3ЛС-ВІ

Відсутнє

1,30/0,48

1,99/2,37

63/60

4,3/5,9

-

2,8/3,4

9,9/8,9

297/258

-

215/183

555/363

Об'ємне

Zr

1,10/1,03

3,05/2,09

48/50

6,3/7,2

-

2,0/6,8

10,6/8,8

323/376

-

234/187

369/119

B

0,85/1,09

2,02/2,52

50/55

3,6/5,7

не визначали

2,2/1,1

11,1/9,6

504/457

-

237/173

666/448

Поверхневе

0,51/0,40

1,52/1,47

65/58

3,8/5,1

-

1,6/1,7

8,5/8,7

321/264

-

212/195

137/277

Комбіно-ване

Zr

0,34/0,53

1,33/1,60

48/40

6,0/7,4

-

1,9/2,0

9,7/10,4

375/457

-

197/211

360/55,1

B

0,90/0,44

1,19/1,22

65/65

7,0/3,6

не визначали

1,9/1,4

9,1/9,6

408/530

-

197/181

520/102

ЗМІ3У-ВІ

Відсутнє

1,04/0,78

1,71/1,22

48/30

4,0/7,0

37,4/32,2

2,0/2,1

28,1/25,6

407/379

608/1310

504/566

557/237

Об'ємне

Zr

0,63/0,90

1,52/1,59

38/30

6,1/3,4

29,6/42,7

2,0/2,7

25,3/36,3

557/99

164/1359

596/527

276/686

B

0,97/1,05

1,42/1,65

28/32

4,6/4,4

23,4/40,6

2,2/2,4

26,3/32,0

485/550

187/962

558/429

281/394

Поверхневе

0,45/0,46

1,21/1,16

38/38

3,8/4,7

31,4/31,0

1,8/1,6

24,3/26,9

317/418

682/971

565/522

623/347

Комбіно-ване

Zr

0,41/0,45

1,20/0,95

30/34

6,4/2,2

32,2/35,2

1,8/2,9

26,9/35,9

569/69

569/928

520/345

184/385

B

0,48/0,56

1,38/2,39

35/40

4,6/3,3

35,6/32,4

2,3/3,0

28,9/28,1

759/682

597/1144

516/566

280/192

Основними структурними елементами досліджуваних нікелевих сплавів є складнолегований твердий розчин на основі нікелю (г-фаза) та інтерметаліди типу Ni₃(Al, Ti)

(гґ-фаза). В мікроструктурі спостерігаються карбіди, карбонітриди, нітриди, боридна та евтектична (г-гґ)-фази.

Карбіди в немодифікованому сплаві ЖС3ЛС-ВІ мали вигляд ланцюжків по межах зерен, а в сплаві ЗМІ3У-ВІ були дезорієнтовані в об'ємі зерен (рис. 2 а, г). Модифікування цирконієм дозволило одержати карбіди округлої форми в обох сплавах (рис. 2 в, ж). В однорідному (після ВТОР) славі ЗМІ3У-ВІ розмір карбідів помітно зменшувався (див. табл. 1).

Мікрорентгеноспектральний аналіз показав, що карбіди в обох сплавах близькі до складу (Ti, W, Zr)C. При цьому спостерігається зростання середніх розмірів карбідів в сплаві ЖС3ЛС-ВІ при збільшенні в ньому вмісту цирконію. Під впливом бору в сплаві ЖС3ЛС-ВІ утворювалися глобулярні карбіди і карбобориди, а в сплаві ЗМІ3У-ВІ - плівкового типу в середині та на межах зерен (рис. 2 б, д).

Евтектична (г-гґ)-фаза в сплаві ЗМІ3У-ВІ після введення бору набувала переважно округлої морфології (див. рис. 2 д), а після модифікування цирконієм у вигляді округлих включень розташовувалася по межах зерен і у міждендритних ділянках (див. рис. 2 ж). Модифікування збагачувало евтектичну (г-гґ)-фазу титаном, алюмінієм, одночасно збіднюючи хромом, вольфрамом, кобальтом і молібденом.

Модифікування цирконієм і бором практично не вплинуло на середні розміри частинок

гґ-фази в обох сплавах (див. табл. 1). В той же час в сплаві ЗМІ3У-ВІ

гґ-фаза мала прямокутну форму (рис. 3), а в сплаві ЖС3ЛС-ВІ - сферичну, розміри якої були більше ніж в 2 рази меншими в порівнянні із сплавом ЗМІ3У-ВІ (див. табл. 1).

При вивченні фізико-механічних показників виливків зі сплавів ЖС3ЛС- ВІ та ЗМІ3У-ВІ (табл. 2) встановлено, що спосіб модифікування впливає на теплопровідність металу. Спостерігається тенденція підвищення теплопровідності сплаву ЗМІ3У-ВІ за рахунок його кращої однорідності (після ВТОР).

Попередня ВТОР забезпечувала зростання мікротвердості матриці сплаву ЖС3ЛС-ВІ, а модифікування цирконієм - в сплаві ЗМІ3У-ВІ. Мікротвердість евтектик в обох сплавах, в порівнянні з матрицею була вищою. При цьому поверхневе модифікування, а також комбіноване з цирконієм збільшувало мікротвердість евтектик в сплаві з кращою однорідністю (див. табл. 2).

Покращення показників міцності (у_в, у₀₂) одержано при поверхневому та комбінованому (з цирконієм) модифікуванні однорідного сплаву ЖС3ЛС-ВІ, а також поверхневому - сплава

ЗМІ3У-ВІ (див. табл. 2). Показники пластичності (д, ш) та ударна в'язкість (KCU)

у виливках із сплаву ЖС3ЛС-ВІ були кращими після об'ємного модифікування цирконієм однорідного сплаву, а із сплаву ЗМІ3У-ВІ - після поверхневого модифікування

також однорідного сплаву (див. табл. 2).

Кількісна оцінка (метод Л ГОСТ 1778-70) карбідів, карбонітридів, евтектичної (г-гґ)-фази та гґ-фази дозволила встановити достовірні залежності між вмістом цих структур та механічними властивостями досліджуваних сплавів. Так, з ростом вмісту карбідів в обох сплавах зменшувалися показники пластичності виливків (рис. 4).

Рис. 4. Вплив індексу карбідів (Ік) на відносне видовження д (¦) та ударну в'язкість KCU (?) сплавів ЖС3ЛС-ВІ (а), та ЗМІ3У-ВІ (б) [(д(?); ш(_); KCU (?)].

Таблиця 2 - Фізико-механічні показники (середні дані) виливків із сплавів ЖС3ЛС-ВІ та ЗМІ3У-ВІ після різних способів модифікування

Маркасплаву	Модифікування	Теплопровідність л, Вт/(м·К)	Мікротвердість HV, МПа	Механічні властивості
			Матриця	Евтектика	ув, МПа	у02,МПа	д, %	ш, %	KCU, Дж/см2
ЖС3ЛС-ВІ	Відсутнє	60,7/59,8*	4505/4855	-	823/896	612/639	12,8/16,4	23/26,3	41,9/53,8
	Об'ємне	Zr	60,1/61,5	5625/4160	-	863/931	621/590	14,6/22	20,6/25,1	64,4/66,9
		B	-/61,4	4365/4755	6400/6400	805/818	627/623	8,4/10,4	17,6/17,7	22,5/26,6
	Поверхневе	62,9/66,4	4855/5200	-	815/937	603/650	10,2/16,2	13,8/21,8	28,1/56,3
	Комбіно- ване	Zr	62,8/58,3	5425/5700	-	942/915	657/662	19,8/15,4	19,8/19	53,1/53,7
		B	62,1/59,2	5400/5725	7525/7675	880/868	642/655	10/8,6	13,8/13,8	42,5/18,1
ЗМІ3У-ВІ	Відсутнє	-/61,11	5700/5550	6300/6150	1061/1085	971/1016	8,6/8,0	10,1/10,0	15,6/18,7
	Об'ємне	Zr	58,9/61,1	5200/5425	7025/7625	1036/1058	920/947	7,2/8,6	8,7/10,4	14,4/16,3
		B	59,7/62,6	6150/5425	7925/7625	1061/996	909/924	8,2/5,4	10,0/7,4	13,1/11,8
	Поверхневе	61,3/62,7	5575/5700	7775/8000	1076/1113	962/941	8/9	10,2/10,7	14,4/20
	Комбіно-ване	Zr	59,4/62,8	5550/6300	7850/8075	975/1044	885/915	4,6/7,4	6,6/10,8	11,9/18,1
		B	60,7/64,2	6775/6425	8150/8075	1081/1074	882/985	6,6/5,4	8,7/7,7	13,1/11,8

Примітка:

*Чисельник - показник без ВТОР, знаменник - після ВТОР.

Кореляційні залежності для сплаву ЖС3ЛС-ВІ мали вигляд:

KCU=-109100,0(Ік·10^-6)+85,46 Дж/см², r=-0,60; (3)

д=-27800,0(Ік·10^-6)+29,93, %, r=-0,60. (4)

Для сплаву ЗМІ3У-ВІ:

KCU=-8645,0(Ік·10^-6)+18,69, Дж/см², r=-0,63;(5)

д=-3965,0(Ік·10^-6)+8,99, %, r=-0,57;(6)

ш=-4834,0(Ік·10^-6)+11,40, %, r=-0,71.(7)

Дослідження впливу способів модифікування на жароміцність сплавів показали (табл. 3), що більший час до високотемпературного руйнування виливків із сплаву ЖС3ЛС-ВІ забезпечувало поверхневе модифікування, а для однорідного металу - комбіноване. Для сплаву ЗМІ3У-ВІ кращі показники жароміцності одержали на зразках після модифікування цирконієм (об'ємним та комбінованим). Також для однорідного сплаву ЗМІ3У-ВІ добру жароміцність мали зразки після об'ємного модифікування з бором.

Таблиця 3 -

Час до високотемпературного руйнування (середні дані) виливків із сплавів ЖС3ЛС-ВІ та ЗМІ3У-ВІ після різних способів модифікування

Марка сплаву	Модифікування	Час до високотемпературного руйнування , год.
ЖС3ЛС-ВІ	Відсутнє	465/429**	190/167*	-	-
	Об'ємне	Zr	357/390	132/202	-	-
		B	406/407	137/144	-	-
	Поверхневе	508/392	209/131	-	-
	Комбіноване	Zr	326/435	123/191	-	-
		B	424/413	147/211	-	-
ЗМІ3У-ВІ	Відсутнє	-	-	638/455	257/206
	Об'ємне	Zr	-	-	739/662	172/315
		B	-	-	488/549	198/275
	Поверхневе	-	-	634/530	215/258
	Комбіноване	Zr	-	-	740/689	221/276
		B	-	-	665/727	163/242

Примітка: *Чисельник - показник без ВТОР, знаменник - після ВТОР.

**Зразки всіх варіантів пройшли попереднє випробування при Т=900°С та у=40 МПа протягом 330 год. без руйнування.

Одержані кореляційні залежності показали, що структурні складові

суттєво впливають на тривалу міцність сплавів (рис. 5). Так із збільшенням середнього розміру

гґ-фази час до високотемпературного руйнування ф сплаву зростав (див. рис. 5 а), а з ростом вмісту карбідів - зменшувався (див. рис. 5 б).

Рис. 5. Вплив середнього розміру гґ-фази (d_гґ) (а) та індексу карбідів (Ік) (б) на час до високотемпературного руйнування зразків із сплаву ЗМІ3У-ВІ.

Кореляційні залежності для сплаву ЗМІ3У-ВІ мали вигляд:

ф= 850,95 -4,86, год., r= 0,85;(8)

ф= -140100,0(Ік·10^-6)+294,8, год., r=-0,64,(9)

де - середній розмір гґ-фази в сплаві ЗМІ3У-ВІ, мкм;

І_к - індекс карбідів в сплаві ЗМІ3У-ВІ.

У четвертому розділі визначено оптимальні технологічні параметри поверхневого та комбінованого модифікування, досліджено поведінку алюмінату кобальту на різних стадіях технологічного процесу одержання виливка, й визначено оптимальний вміст цирконію

при комбінованому модифікуванні.

З метою вивчення впливу температури розплаву на ефективність поверхневого модифікування рідкий сплав ЖС3ЛС-ВІ в умовах вакууму заливали з

різних температур: 1500±10°С, 1550±10°С, 1600±10°С, 1650±10°С.

Більш ефективна дія поверхневого модифікування спостерігалася з температур 1500...1550°С, коли середній розмір макрозерна в тонких перерізах не перевищував 1 мм (рис. 6). З підвищенням температур до 1600...1650°С ефективність подрібнення зменшувалась.

Встановлено поведінку алюмінату кобальта на різних стадіях технологічного процесу одержання виливка. Для цього з фрагментів керамічних форм, що пройшли термічне зміцнення при 1050°С й після заливання з 1550°С, зіскаблювали покриття. В отримані порошки впроваджували спеціальний щуп, що складався з постійного магніту й стального гострозаточеного полюсного кінцевика. З порошку, що пройшов термічне зміцнення при 1050°С, на кінцевику щупу спостерігали лише одну магнітну частку, а з порошку після контакту з розплавом при 1550°С на щупі спостерігали велику кількість магнітних часток. Ймовірно магнітні частки являли собою краплинки кобальту, які утворилися при дисоціації алюмінату кобальту в умовах вакууму та високих температур. Вони підвищували теплопровідність поверхневого шару форми і збільшуючи переохолодження на поверхні виливка подрібнювали макро- та мікроструктуру виливків. З підвищенням температури розплаву до 1600°С й вище в умовах вакууму краплини рідкого кобальту із поверхні форми переходили у виливок, що суттєво зменшувало ефективність поверхневого модифікування.

Визначали оптимальний вміст цирконію при комбінованому модифікуванні однорідного (після ВТОР) сплаву ЖС3ЛС-ВІ. В сплави додавали металевий цирконій за розрахунком: 0,07…0,09%; 0,10…0,13%; 0,14…0,16%.

В сплаві ЖС3ЛС-ВІ ефективне подрібнення макрозерна в тонких перерізах відбулося з вмістом цирконію 0,14...0,16%.

Середній розмір інтерметалідної гґ-фази в сплаві ЖС3ЛС-ВІ дещо знижувався при вмісті цирконію у кількості 0,11%.

Зростання вмісту цирконію призводило до підвищення середнього розміру глобулярних карбідів та зменшенню їх індексу, тому після комбінованого модифікування спостерігали підвищення міцності та ударної в'язкості. Краще сполучення показників міцності і ударної в'язкості було отримано після комбінованого модифікування з 0,07...0,09% цирконію, а пластичності після додавання 0,10...0,16% цирконію.

Кращій час до високотемпературного руйнування сплаву ЖС3ЛС-ВІ спостерігався після додавання 0,08% цирконію, а після додавання 0,14% цирконію. Слід зазначити, що за цих варіантів розміри гґ-фази були більшими.

Випробування на втомну витривалість лопаток турбіни двигуна Д-336 зі сплаву ЖС3ЛС-ВІ показало, що лопатки, одержані з комбінованим модифікуванням витримували рівень напружень у 300 МПа на базі N_цикл.=2Ч10⁷, що перевищувало в 1,5 рази вимоги НТД (200 МПа на базі N_цикл.=2Ч10⁷) і надалі знімалися з випробувань.

У п'ятому розділі наведено результати промислового випробування розроблених технологій модифікування при виробництві виливків з жароміцних нікелевих сплавів.

Досліджували виливки соплових апаратів турбіни, що були залиті з нікелевих жароміцних сплавів ЖС3ЛС-ВІ, СМ939, а також сектор лопаток соплового аппарату зі сплаву ВЖЛ12Е-ВІ. При отриманні виливків соплових апаратів використовували вогнетривке керамічне покриття з алюмінатом кобальту або з корундом у першому робочому шарі форми. Об'ємним модифікуванням в сплавах отримали 0,07...0,12% цирконію.

При люмінесцентному контролі встановили, що на поверхні виливків без поверхневого модифікування спостерігалося недопустиме нормативно-технічною документацією точкове світіння, у порівнянні із виливками з комбінованим модифікуванням, на котрих світіння люмінофору було практично відсутнє (рис. 7).

Металографічним дослідженням за місцем точкового світіння люмінофору на апаратах і секторі без модифікування спостерігали мікропори усадкового характеру, а також поверхневі дефекти (рис. 8). Після комбінованого модифікування поверхневі дефекти практично були відсутні, а мікропористість мала розміри на порядок менші, ніж у матеріалі виливків без модифікування.

Структура виливків соплового апарату зі сплаву СМ939 характеризувалася в основному середньокристалічною будовою на вхідній кромці пера та в зоні бандажних полиць, а дрібнокристалічне зерно спостерігали на вихідній кромці пера. У виливках секторів лопаток соплового апарату зі сплаву ВЖЛ12Е-ВІ після комбінованого модифікування розмір макрозерна зменшувався у 2...5 разів по перу. За перерізом пера спостерігали зони стовбчастих зерен, спрямованих до центру виливка на відстань 1,0...2,0 мм.

Механічні властивості при кімнатній температурі й час до високотемпературного руйнування сплаву СМ939 відповідали вимогам НТД. Час до високотемпературного руйнування дослідних варіантів перевищував вимагаємі норми НТД більше ніж у 10 разів і тому незруйновані зразки знімалися з випробувального стенду.

Досліджували комбіноване модифікування з цирконієм (0,13...0,15%) після ВТОР при отриманні робочих лопаток турбіни, що були залиті з нікелевих жароміцних сплавів ЖС3ЛС-ВІ та ЗМІ3У-ВІ. При цьому після комбінованого модифікування середній розмір макрозерна обох сплавів більше зменшувався у замковій частині й не перевищував 0,5 мм. В сплаві ЗМІ3У-ВІ утворювалася зона стовбчастих зерен, що розповсюджувалася на відстань до 10 мм за пером в зоні корита.

З замкової частини та з пера в зоні вихідної кромки було виготовлено зразки для стандартних високотемпературних випробувань. Встановлено, що більший час до руйнування показали зразки, що були виготовлені із замкової частини.

Вивчався вплив поверхневого модифікування алюмінатом кобальту, нанесеного на керамічні стрижні. Ці стрижні запресовували у моделі та отримували керамічні форми, в які після термічного зміцнення заливали сплав ЖС6У. При вивченні макро- та мікроструктури одержаних виливків встановили, що для модифікованого матеріалу характерно подрібнення структурних складових (рис. 9). Міждендритні відстані на ділянках модифікування зменшувалися майже вдвічі. У немодифікованому матеріалі встановили наявність пор та рихлот. Після поверхневого модифікування рівень забрудненості неметалевими включеннями суттєво знижувався.

Розраховано очікуваний економічний ефект від впровадження практичних рекомендацій по використанню розроблених технологій на Запорізькому машинобудівному підприємстві ім. Омельченко, який складе в розрахунку на один моторокоплект 16816,63 грн. (для двигуна Д-336-2) та 3102,18 грн. на один виливок суцільнолитого соплового апарату двигуна ТВ3-117.



ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

Проведений комплекс досліджень по визначенню впливу різних способів модифікування на структуру та властивості жароміцних нікелевих сплавів дозволив сформувати наступні висновки:

1. Отримали подальшого розвитку дослідження по визначенню впливу цирконію на структуру та властивості жароміцних нікелевих сплавів, зокрема розроблено способи комбінованого модифікування з одночасним використанням поверхневого модифікування алюмінатом кобальту та об'ємного модифікування цирконієм, у тому числі після високотемпературної обробки розплаву, та встановлено оптимальний вміст цирконію за цих умов.

2. Встановлені достовірні залежності впливу способу модифікування жароміцних нікелевих сплавів на структурні складові, фізико-механічні та експлуатаційні характеристики виливків з них. Так, покращення показників міцності (у_в, у₀₂) та жароміцності виливків із сплаву ЖС3ЛС-ВІ забезпечує поверхневе модифікування, а для однорідного (після високотемпературної обробки розплавів) сплаву - комбіноване. Зміна морфології карбідів з плівкової на глобулярну після об'ємного модифікування цирконієм однорідного сплаву сприяла покращенню показників пластичності (д, ш) та ударної в'язкості (KCU) виливків із сплаву ЖС3ЛС-ВІ, а в сплаві ЗМІ3У-ВІ ці показники підвищувалися після поверхневого модифікування однорідного металу через утворення дрібнозеренної структури та очищення сплаву від неметалевих включень.

3. Встановлено оптимальні температури заливання нікелевих розплавів в ливарні форми з поверхневим модифікуванням алюмінатом кобальту: 1500…1550°С, при якій суттєво покращується стан поверхні, макро- і мікроструктура виливків.

4. Вперше розроблено та опробувано в промислових умовах технологію отримання високоякісних виливків із жароміцних нікелевих сплавів після високотемпературної обробки розплаву, для яких використано комбіноване модифікування цирконієм (патент на корисну модель №26499).

5. Розроблено та опробувано в промислових умовах спосіб нанесення покриття з алюмінатом кобальту на керамічні стрижні для забезпечення поверхневого модифікування внутрішніх поверхонь охолоджуваних деталей ГТД із нікелевих жароміцних сплавів (патент на корисну модель № 48858).

6. Використання результатів досліджень у виробництві на Запорізькому машинобудівному підприємстві ім. Омельченко дозволяє підвищити вихід придатних виливків й збільшити експлуатаційні властивості литих деталей гарячого тракту ГТД. Економічний ефект від впровадження розроблених рекомендацій по виробництву литих деталей ГТД складе на один моторокомплект секторів статору 16816 грн. (для двигуна Д-336-2) та 3102 грн. на один виливок цільнолитого соплового апарату двигуна ТВ3-117.



ПЕРЕЛІК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Измельчение структуры отливок ГТД модифицированием /Э.И. Цивирко, А.А. Педаш, Н.А. Лысенко, В.В. Клочихин // Вестник двигателестроения. - 2004. - №3. - С. 112-116.

2. Улучшение структуры и свойств никелевого жаропрочного сплава

3. ЗМИ3У-ВИ / Н.А. Лысенко, А.А. Педаш, А.Г. Коломойцев, Э.И. Цивирко // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. - 2005. - №2. - С. 34-39.

4. Структура и свойства сплава ЖС3ЛС-ВИ различных вариантов

5. выплавки и модифицирования / Н.А. Лысенко, А.А. Педаш, А.Г. Коломойцев,

6. Э.И. Цивирко // Вестник двигателестроения. - 2005. - №3. - С. 144-149.

7. Педаш О.О. Комбіноване модифікування рафінованого жароміцного сплаву ЗМІ3У-ВІ / О.О. Педаш, Е.І. Цивірко // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. - 2008. - №2 - С. 8-13.

8. Педаш А.А. Влияние модифицирования однородного расплава на структуру и свойства сплава ЖС3ЛС-ВИ / А.А. Педаш, Э.И. Цивирко // Вестник двигателестроения. - 2008. - №2. -

9. С. 171-177.

6. Пат. 26499 Україна, МПК С22С19/03. Спосіб отримання виливків з жароміцних нікелевих сплавів / Педаш О.О., Жеманюк П.Д., Лисенко Н.О., Цивірко Е.І., Клочихін В.В., Педаш О.Ф.; заявник і патентовласник ВАТ "Мотор Січ". - № u 200705204; заявлено 11.05.2007; опубліковано 25.09.2007, Бюл. №15.

7. Пат. 48858 Україна, МПК B22C3/00 Спосіб отримання пустотілих виливків з жароміцних сплавів на основі нікелю / Педаш О.О., Цивірко Е.І., Жеманюк П.Д.,

Педаш О.Ф.; заявник і патентовласник ВАТ "Мотор Січ". - № u 200909446;

заявлено 04.09.2009; опубліковано 12.04.2010, Бюл. № 7.

8. Особенности модифицирования никелевых жаропрочных сплавов /

Э.И. Цивирко, А.А. Педаш, Н.А. Лысенко, В.В. Клочихин // мат-лы междунар. конф. ["Пути повышения качества и экономичности литейных процессов"], (Одесса,

7-9 сентября 2005 г.) / Одесск. нац. политех. ун-т. - Одесса: Одесск. нац. политех. ун-т (ОНПУ), 2005. - С. 43-49.

9. Педаш О.О. Комбіноване модифікування жароміцного сплаву ЗМІ3У-ВІ / О.О. Педаш, Е.І. Цивірко : зб. матеріалів міжнародної науково-технічної конф. ["Нові конструкційні сталі та стопи і методи їх обробки для підвищення надійності та довговічності виробів"],

(Запоріжжя, 8-10 жовтня 2008 р.) / Запорізький національний технічний університет (ЗНТУ). - Запоріжжя: ЗНТУ, 2008. - С. 151-153.

10. Технологія рафінування жароміцного нікелевого сплаву ЗМІ3У-ВІ /

11. Н.О. Лисенко, О.О. Педаш, О.Г. Коломойцев, Е.І. Цивірко : зб. матеріалів міжнародної науково-технічної конф. ["Неметалеві вкраплення і гази у ливарних сплавах"], (Запоріжжя, 15-17 вересня 2006 р.) / Запорізький національний технічний університет (ЗНТУ). - Запоріжжя: ЗНТУ, 2006. - С. 167-168.

11. Педаш О.О. Покращення структурного стану виливків деталей ГТД

шляхом поверхневого та комбінованого модифікування / О.О. Педаш,

Е.І. Цивірко : зб. матеріалів міжнародної науково-технічної конф. ["Неметалеві вкраплення і гази у ливарних сплавах"], Запорізький національний технічний університет (ЗНТУ). - Запоріжжя: ЗНТУ, 2009. - С. 137-138.

12. Лысенко Н.А. Структура и свойства рафинированных и модифицированных жаропрочных никелевых сплавов / Н.А. Лысенко, А.А. Педаш, Э.И. Цивирко

// Молодежь в авиации: новые решения и перспективные технологии : междунар. молодежн. науч.-техн. конф., 15-18 мая 2007 г.: тезисы докл. - Алушта, 2007. -

С. 234-235.

13. Педаш А.А. Комбинированное модифицирование жаропрочных никелевых сплавов / А.А. Педаш, Э.И. Цивирко // Молодежь в авиации: новые решения и перспективные технологии : междунар. молодежн. науч-техн. конф., 12-16 мая 2008 г.: тезисы докл. - Алушта, 2008. - С. 143-144.



АНОТАЦІЯ

Педаш О.О. Вплив способів модифікування на структуру та властивості жароміцних нікелевих сплавів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01 - Матеріалознавство. - Запорізький національний технічний університет, Запоріжжя, 2011.

Дисертацію присвячено вивченню впливу об'ємного (бором або цирконієм), поверхневого (алюмінатом кобальту) та комбінованого модифікування (одночасно алюмінатом кобальту та цирконієм або бором) на структуру та властивості жароміцних сплавів на нікелевій основі. Для проведення досліджень використовувалося два види шихти: звичайна та очищена від шкідливих домішок високотемпературною обробкою розплаву (ВТОР).

Зазначається, що покращення жароміцності виливків із однорідного (після ВТОР) сплаву ЖС3ЛС-ВІ забезпечує комбіноване модифікування. Об'ємнє модифікування цирконієм сприяло покращенню показників пластичності (д, ш) та ударної в'язкості (KCU) виливків із однорідного сплаву ЖС3ЛС-ВІ, а в сплаві ЗМІ3У-ВІ ці показники підвищувалися після поверхневого модифікування однорідного металу через утворення дрібнозеренної структури та очищення сплаву від неметалевих включень.

Ключові слова: жароміцний нікелевий сплав, модифікування, структура, механічні властивості, алюмінат кобальту, цирконій, виливок.



АННОТАЦИЯ

Педаш А.А. Влияние способов модифицирования на структуру и свойства жаропрочных никелевых сплавов. - Рукопись.

Дисcертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.02.01 - Материаловедение. - Запорожский национальный технический университет, Запорожье, 2011.

Диссертация посвящена изучению влияния объемного (бором или цирконием), поверхностного (алюминатом кобальта) и комбинированного модифицирования (одновременно алюминатом кобальта и цирконием или бором) на структуру и свойства жаропрочных сплавов на никелевой основе. Для проведения исследований использовались два вида шихты: обычная и очищенная от вредных примесей высокотемпературной обработкой расплава (ВТОР).

Отмечено, что улучшение показателей прочности (у_в, у₀₂) и жаропрочности отливок из сплава ЖС3ЛС-ВИ обеспечивает поверхностное модифицирование, а для однородного (после высокотемпературной обработки расплава) сплава - комбинированное. Изменение морфологии карбидов с пленочной на глобулярную после объемного модифицирования цирконием способствовало улучшению показателей пластичности (д, ш) и ударной вязкости (KCU) отливок из однородного сплава ЖС3ЛС-ВИ, а в однородном сплаве ЗМИ3У-ВИ эти показатели повышались после поверхностного модифицирования из-за образования мелкозернистой структуры и очищения сплава от неметаллических включений.

Показана эффективность применения поверхностного модифицирования алюминатом кобальта при температурах расплавов - 1500…1550°С и для улучшения состояния поверхности охлаждаемых отливок деталей ГТД. Получены достоверные зависимости, которые характеризуют влияние модификаторов на параметры структуры, а структуры на свойства. Разработаны оптимальные способы модифицирования отливок из жаропрочных сплавов разного назначения, из которых лучшим было комбинированное модифицирование с цирконием (0,07…0,09% (масс.)) с проведением предварительной ВТОР, что обеспечило хорошее сочетание структуры и свойств.

В условиях серийного производства показано, что разработанные способы модифицирования отливок деталей ГТД разного назначения повышают выход годного, улучшают их физико-механические и эксплуатационные свойства и могут дать экономический эффект из расчета на один моторокомплект секторов статора 16816 грн. (для двигателя Д-336-2) и 3102 грн. на одну отливку цельнолитого соплового аппарата двигателя ТВ3-117.

Ключевые слова: жаропрочный никелевый сплав, модифицирование, механические свойства, алюминат кобальта, цирконий.



ABSTRACT

Pedash O.O Effect of modifying methods on structure and properties of nickel-base superalloys. - Manuscript.

The present dissertation is intended for getting the scientific degree of candidate of engineering science, speciality 05.02.01 - Material science. - Zaporizhzhya National Technical University, Zaporizhzhya, 2011.

The dissertation is devoted to studying of the influence of volume (boron or zirconium), surface (cobalt aluminate) and combined modification (cobalt aluminate and zirconium or boron simultaneously) on the structure and properties of nickel-based superalloys. Two kinds of furnace charge have been used for research conduction: regular and refined from detrimental impurities by high-temperature treatment of the melt.

It has been shown, that increasing of high-temperature strength of castings from homogeneous (after high-temperature treatment of the melts) alloy ЖС3ЛС-ВІ provide combined modification. Volume modification with zirconium has lead to improving of plasticity characteristics (д, ш) and impact strength (KCU) of the castings from homogeneous alloy ЖС3ЛС-ВІ. As for the homogeneous alloy ЗМІ3У-ВІ, these characteristics increased after surface modification due to fine-grained structure formation and refinement of the alloy from non-metallic inclusions.

Кey words: nickel-based superalloys, modification, structure, mechanical properties, cobalt aluminate, zirconium, casting.

Размещено на Allbest.ru

...