Введение 4
1 Монокристаллические жаропрочные сплавы на основе никеля и
жаростойкие покрытия системы NiAl(Pt) 5
1.1 Химический состав и кристаллическая структура сплавов на основе
никеля 5
1.2 Покрытия системы NiAl(Pt) 9
2 Формирование оксидного слоя при высокотемпературном окислении 12
2.1 Особенности высокотемпературного окисления жаропрочных сплавов
на основе никеля 13
2.2 А1гОзи его кристаллические модификации 14
3 Остаточные напряжения в оксидном слое и методы их определения 17
3.1 Напряжения роста 17
3.2 Термические напряжения 19
4Методы определения остаточных напряжений 22
4.1 Методы спектроскопии 22
4.2 Методы численного моделирования 25
4.3 Рентгенографические методы определения остаточных напряжений.... 27
5 Экспериментальное определение остаточных напряжений 34
5.1 Материалы и методы подготовки образцов 35
5.2 Условия эксперимента 39
5.3 Обработка результатов 41
Заключение 44
Список использованных источников 45
Сохранение рабочего состояния лопаток высокотемпературных турбин является сложной комплексной проблемой, разрешение которой зависит от выполнения большого количества материаловедческих, технологических и конструкторских задач. Для защиты лопаток от воздействия высоких температур, эрозионного износа и коррозии используют многослойные металл-керамические теплозащитные покрытия. Наибольший интерес представляют системы покрытий с формированием оксидов роста в виде а- Al2O3.
Рост оксидного слоя в ходе эксплуатации лопаток - один из самых важных факторов, определяющих срок службы теплозащитного покрытия. Из-за напряжений роста и остаточных напряжений, связанных с разностью коэффициентов термического расширения, происходит скалывание керамической составляющей защитного покрытия.
В данной работе решалась задача определения остаточных напряжений по результатам обработки экспериментальных дифрактограмм, полученных методом рентгенофазового анализа для оксидного слоя, формирующегося при высокотемпературном окислении сплавов на основе никеля.
В ходе проведенных исследований были получены следующие результаты:
1 Рассмотрены свойства жаропрочных сплавов на основе никеля и особенности формирование оксидного слоя на их поверхности при высокотемпературном окислении (1200 °С).
2 Рассмотрены различные методы определения остаточных напряжений.
3 Освоен программный пакет ANALYZE с реализацией некоторых функций при обработке дифрактограмм.
4 Проведен анализ и обработка полученных дифрактограмм.
5 Определены остаточные напряжения, возникающие в оксидном слое a-Al2O3 при охлаждении, которые составили -1,4 --1,8 ГПа при различных углах 20.
6 Выполнено сравнение экспериментально полученных значений напряжений с литературными данными и результатами расчета.
