Комментарии 22
А на практике расчёты подтвердились?
Используя подобную методологию, были разработаны два жаропрочных сплава: один для деформируемых деталей, второй - для литых. К ним предъявляются разные технологические требования: для литых - жидкотекучесть и трещиностойкость, для деформирумых - еще и стойкость к сохранению целостности при деформации, поэтому и составы несколько отличались. Сплавы были успешно использованы для конкретных изделий.
Применяется ли какое-нибудь компьютерное моделирование. Можно ли как-то предсказать свойства сплава в зависимости от компонентов?
Сейчас возможностей для моделирования гораздо больше. Можно просто в Excel оформить таблицы составов, подобных тем, которые приведены в статье и просчитать варианты, после чего выплавить два-три состава для проверки свойств, вместо того, чтобы выплавлять реально десятки вариантов. Раньше проводили расчеты на грохочущих электромеханических калькуляторах, и смоделировать что-либо было проблематично, поэтому значительную долю при выборе вариантов играла интуиция и знание металловедческих аспектов.
Господи, какая же ностальгия нахлынула по моему изначальному химико-технологическому образованию. И курсовую по материаловедению делал как раз про жаропрочные сплавы (правда, ничего там не рассчитывал, так, повествовал о том, что же это такое). Все-таки иногда очень не хватает наличия строгих законов вроде кинетики реакций или Менделеева-Клапейрона, и расчетов семизначных килоджоулей теплот в инженерном калькуляторе.
Аж книгу про статистику планирования экстремальных экспериментов скачал :)
Мне почему-то казалось, что лопатки реактивных двигателей делают из сплавов на основе титана. Причём там каждые 50 градусов это прям следующее поколение двигателей.
Титан используется в ступенях компрессора, там температуры относительно невысокие. Лопатки турбин (т.е. колёс, которые снимают энергию с потока горячего газа) делают как раз из жаропрочных сплавов, титан там никак не подходит. Лопатки турбин еще и охлаждают воздухом, отбираемым от одной из ступеней компрессора через отверстия в теле лопатки.
Расскажите, пожалуйста, про рений, вольфрам, карбонитрид тантала-гафния...
PS. Про охлаждение лопаток, КС и сопел через поры и завесы я в курсе, это как бы наши "инженерные хитрости":)
...Вкупе с современными материалами и "пустотелостью" лопаток (для их охлаждения) очень актуально изготовление рабочей ступени из цельного диска, избавиться от "ласточкиного хвоста". Вот тогда: и температуру газов в горячей зоне можно поднять, и кол-во оборотов увеличить (центробежную силу никто же не отменял).
А термодинамика этих сплавов, карбидов, интерметаллидов изучается? Есть данные по энтальпиям образования, теплоёмкостям?
Такое ощущение, что прочитал статью в журнале Nature. Разумеется ничего не понял. :)
Вопрос. Основным показателем у Вас является испытание на прочность при температуре 980С и длительных нагрузках, а именно - 1000 часов (более 40 суток). Не уж то каждый из сотни полученных Вами образцов проходит столь длительные испытания, учитывая что с каждым образцом нужно провести как минимум три испытания ? Как на самом деле исследуются образцы на соответствие заданным критериям ? Или у Вас одновременно работуют несколько десятков установок ?
И еще попутно вопрос. На сколько пригодны полученные Вами сплавы для механической обработки методом точения или фрезерования ? Какая у них получилась твердость по Роквелу или Бринеллю ? Можно ли из Ваших сплавов изготавливать лопатки для турбин на ЧПУ ?
Твердость сплавов, о которых идет речь в статье, колеблется в пределах 56-58 HRC. Литые лопатки не фрезеруют, а доводят шлифовкой, в тч на станках с ЧПУ. Сложные детали (например, блок лопаток со ступицей) также обрабатывают шлифовкой, а ступицу - точением. Габаритные лопатки собирают на ступице, изготовленной отдельно. Сложная финишная операция - балансировка, тк все изделия работают на высоких оборотах.
Разработка сплава - трудоемкий процесс. Для испытаний используют десятки испытательных машин, тщательно проверяют их метрологические характеристики. По опыту работы, минимальное время получения уточненного состава сплава - 2 года. Перед этим могут иметь место чисто металловедческие исследования. Промышленные испытания могут продолжаться сверх этого длительное время.
Смутила разбивка текста там, где это не ожидается и даже наверное вредно. Я имею в виду
при вакууме в процессе плавки в пределах
10^{-1}-5.10^{-2}
Па с последующей отливкой проб в атмосфере аргона
Извните, разбивку текста картинками генеренными из LaTeX с простыми величинами или простыми формулами сделана намеренно? Что-то помешало заинлайнить их? Смотрится диковато, кмк.
Упомянутый выше отечественный литейный сплав ЖС6К имеет следующий состав: 0,16% С, 11% Сг, 2,75% Ti, 5,5% А1, 4% Мо, 4,5% Со, 2% Fe, 5% W, 0,02% В, 0,4% Мп и 0,4% Si, остальное — Ni. Заслуживает внимания жаропрочный сплав Inconel 718, который был запатентован в США и получил широкое распространение в мире. Сплав содержит 52,5% Ni, 19% Сг, 3% Мо, 0,5% А1,0,9% Ti, 5,1% Nb, менее 0,08% С, менее 0,06% В, остальное (18,86%) — Fe.
Тут скорее всего опечатки, вместо А1 должно быть Al (алюминий)
Технология разработки оптимальных составов жаропрочных сплавов