АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 4
1.1 Основные определения 4
1.2 Российская классификация жаропрочных сталей и сплавов 5
1.3 Жаропрочные сплавы на основе никеля 6
1.3.1. Принципы повышения жаропрочности никелевых сплавов 8
1.3.2 Влияние легирующих элементов на жаропрочность никелевых
сплавов 11
1.3.3 Жаропрочные деформируемые никелевые сплавы 14
1.3.4 Жаропрочные литейные никелевые сплавы 16
1.4 Формирование структуры в процессе горячей деформации 17
1.5 Жаропрочный сплав на никелевой основе ХН55МВЦ 21
1.6 Примеры российских жаропрочных сплавов на никелевой основе 22
1.7 Зарубежная классификация жаропрочных сталей и сплавов на никелевой
основе 23
1.7.1Сплавы Nimonic 25
1.7.2 Никель-хром-железные сплавы 25
1.7.3 Никель-железо-хромовые сплавы 25
1.7.4 Никель-хром-молибденовые сплавы 27
1.8 Химический состав сталей схожих по составу со сталью ХН55МВЦ 27
1.9 Цель и задачи исследования 28
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 31
2.1 Материал и методика экспериментов 31
2.2 Результаты экспериментов 33
3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 38
3.1 Деформационное поведение исследуемого сплава в условиях горячей
деформации 38
3.2 Сравнение полученных результатов с литературными данными 42
ВЫВОДЫ 45
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 46
Жаропрочными сталями и сплавами называют большую группу сложнолегированных сплавов на железной, никелевой и кобальтовой основе. Особенностью таких сплавов является сохранение при высоких температурах, повышенной прочности. Никелевые сплавы с ГЦК матрицей, упрочненной выделениями дисперсных интерметаллидов, широко используются в качестве жаропрочных материалов, способных работать в условиях высоких нагрузок и высоких (до 1000оС) температур. Жаропрочные никелевые сплавы используют при изготовлении многих деталей газовых турбин реактивной авиации, в судовых газотурбинных установках, в нагревательных металлургических печах и многих других установках. Для изделий, работающих в более низком диапазоне температур и под умеренно большими нагрузками, используют никелевые сплавы с твердорастворным упрочнением.
Примером последней группы сплавов является недавно разработанный в ЦНИИ «Прометей» никелевый сплав ХН55МВЦ. Помимо 55% никеля, он содержит до 20% хрома, обеспечивающего жаростойкость и коррозионную стойкость. Добавки молибдена и вольфрама тормозят диффузионные процессы и обеспечивают эффективное твердорастворное упрочнение. Малые присадки циркония упрочняют границы зерен и препятствуют межзеренному скольжению. Для понижения стоимости в сплаве сохранено значительное количество железа. Сплав предназначен для длительной эксплуатации в интервале температур 500-800 С под умеренно высокими нагрузками в контакте с газовым теплоносителем.
В процессе производства конечных изделий или полуфабрикатов сплав подвергается горячей деформации (ковке, штамповке, прокатке). Поэтому важно понимать, как параметры горячей деформации (ее скорость и температура) будут влиять на деформационные характеристики сплава и на формирующуюся в нем структуру. Этим вопросам посвящена настоящая работа.
На основании выполненных исследований деформационного поведения сплава ХН55МВЦ и эволюции его структуры в процессе деформации установлено следующее.
1. В интервале от комнатной температуры до 700 С исследуемый сплав характеризуется высокой скоростью деформационного упрочнения и слабой скоростной зависимостью напряжений течения.
2. Начиная с температуры 700 С, напряжения течения сплава с ростом величины деформации выходят на горизонталь в силу установления баланса между скоростью деформационного упрочнения и скоростью динамического возврата.
3. В процессе деформации ниже 1000 С формируются вытянутые зерна и полосы сдвига, свидетельствующие о локализации пластического течения. Деформация при температуре 1000 С сопровождается частичной, а при температуре 1150 С - полной динамической рекристаллизацией.
4. Температурный интервал 1000-1150 С является «окном» для поиска оптимальных технологическим режимов горячей обработки давлением.
5. Полученное аналитическое выражение позволяет по заданному температурно-скоростному режиму горячей деформации рассчитать пиковые напряжения течения. Это выражение может быть положено в основу компьютерного моделирования процессов горячей деформации исследуемого сплава
