Многослойные покрытия для инструмента штампов горячего деформирования из жаропрочных литых никелевых сплавов

• Автор: Павлов, Игорь Васильевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 186 с.

1.1 Основные требования, предъявляемые к штамповым материалам при горячем деформировании металлов и сплавов

1.2 К выбору материала штампа

1.3 Литые материалы для инструментов горячей обработки давлением

1.4 Штамповые стали и сплавы на никелевой основе

1.5 Сопоставление механических свойств штамповых сталей, жаропрочных сталей и сплавов на никелевой основе
1.6 Литой жаропрочный сплав на никелевой основе эвтектического состава для штамповой оснастки

1.7 Порошковые и аморфные материалы .

1.7.1 Порошковые стали

1.7.2 Аморфные материалы

1.8 Некоторые вопросы конструирования сборного бандажированного прессового инструмента
Заключение
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ
2.1 Объекты исследования
2.2 Метод КИБ
2.3 Установка для электроакустического напыления ЭЛАН3
2.4 Метод электроискрового легирования ЗИЛ
2.5 Методы исследования
2.5.1 Изучение кинетики процесса ЗИЛ и ЗЛАНП
2.5.2 Жаростойкость
2.5.3 Испытания на адгезионную прочность тонкопленочных покрытий
2.5.4 Математические методы исследования
2.5.4.1 Оптимизация технологии электроакустического способа нанесения покрытий из жаропрочных никелевых сплавов путем математического моделирования
2.5.4.2 Оптимизация режимов нанесения покрытия методом электроискрового легирования
2.5.5 Определение внутренних напряжений
2.5.6 Внутреннее трение ВТ
2.5.7 Оптическая, электронная и растровая микроскопия
2.5.8 Рентгеноструктурный и микрорентгеноспектральный анализы
ГЛАВА 3 ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМА ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ СПОСОБОМ ЛОКАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОКРЫТИЯ
Выводы
ГЛАВА 4 ГИБРИДНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
4.1 Многофункциональные электроакустические покрытия из жаропрочных никелевых сплавов, вопросы оптимизации технологического процесса нанесения покрытий
4.2 Электроискровые покрытия из жаропрочных сплавов типа ЖС с добавками диспрозия и гафния
4.3 Многослойные комбинированные гибридные покрытия
Выводы
ГЛАВА 5 НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ПОВРЕЖДЕННОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ И СПОСОБЫ ЕЕ УСТРАНЕНИЯ В МНОГОСЛОЙНЫХ ПОКРЫТИЯХ ИЗ ЛИТЫХ ЖАРОПРОЧНЫХ СЛОЖНОЛЕГИРОВАННЫХ СПЛАВОВ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ ТИПА ЖС
5.1 Общие понятия поврежденности
5.2 Влияние ионновакуумных карбонитридных покрытий на физикомеханические свойства и повреждаемость композиционных материалов
5.3 Внутреннее трение жаропрочных сплавов типа ЖС с многослойными покрытиями, полученными различными технологиями
5.3.1 Некоторые теоретические аспекты внутреннего трения жаропрочных литых сплавов на никелевой основе с покрытиями, полученными электрофизическими способами
5.3.2 О критериях усталостной долговечности никелевых сплавов, использующих рассеяние энергии в качестве основного параметра
5.3.3 Экспериментальные данные по температурной зависимости внутреннего трения литых сплавов ЖС6У и ЖСЗДК, их аналогов с малыми добавками и ТУу и композитов
5.4 Исследование влияния электролитического железомолибденового покрытия на физикомеханические свойства сплавов на никельхромовой основе и композитов
5.4.1 Внутренние напряжения в электролитическом железомолибденовом покрытии, полученным из хлоридных электролитов
5.4.2 Исследование напряженного состояния железомолибденовых покрытий методом внутреннего трения
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ДИССЕРТАЦИИ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Проводимые данные свидетельствуют о непригодности жаропрочных сталей для эксплуатации в условиях изотермической штамповки титановых сплавов. Из никелевых сплавов наилучшими показателями обладает литейный сплав ЖС6К и соответственно его аналоги. Деформируемые сплавы на никелевой основе имеют иногда при умеренных температурах более высокие показатели твердости, прочности, нежели литейные. Это объясняется более высоким эффектом термической обработки. Таблица 1. ЭИ7 0
ЭИ6
ЭП0
ЭП3
значение характеристик, полученные экстраполяцией. При температурах 0,8 Т1П и выше значительный вклад диффузионных процессов в разупрочнение обуславливается большей скоростью деформируемого состояния сплава по сравнению с литым. Особое значение в вопросе выбора материала штампа играют его технологические свойства. Материалы для литых штампов должны обладать хорошей жидкотекучестью, малой склонностью к трещинообразованию в отливках. Поэтому вопрос о применении жаропрочных сплавов в качестве материалов для штампового инструмента при изотермической штамповке титановых сплавов может быть решен положительно только в результате проведения всесторонних исследований. Авторами 5 предложен литой никелевый сплав для штампов, обладающий удовлетворительной прочностью и пластичностью вплоть до С. Сплав может подвергаться горячей деформации путем ковки и обладает высоким сопротивлением окислению. Хотя предложенный сплав имеет повышенное содержание легирующих элементов, это не приводит к выделению нежелательных фаз. Сочетание высокой прочности без снижения других свойств достигается при строго определенном составе сплава, при котором сведено к минимуму образование нежелательных фаз. Структура жаропрочных сплавов на основе никеля состоит, как правило, из у фазы, карбидных выделений и у матрицы. При недостаточном контролировании состава сплава наблюдается образование интерметаллических соединений, а фазы, р фазы и фаз Лавеса, оказывающих вредное влияние на прочность сплава и его структурную стойкость. Для данного типа сплавов на никелевой основе существенным является химический состав матрицы. Матрица предлагаемого сплава содержит , Со, Сг, Та, Мо и У. Относительное содержание указанных элементов определяется содержанием А1, П, С и В, способствующих образованию выделений. Хотя предлагаемые сплавы выплавляли в вакууме, можно полагать, что для их изготовления могут быть использованы и другие методы. Содержание углерода в сплавах должно находиться в пределах 0, 0, , однако предпочтительно поддерживать его в интервале 0, 0, . При содержании углерода выше 0, сплав становится хрупким. Кремний и марганец увеличивают коррозийную стойкость. Введение более 2,0 Мп и 1,5 приводит к снижению механических свойств. Повышенное содержание кремния может ухудшить свойства при механической деформации. Для повышения сопротивления окислению допускается введение редкоземельных элементов, таких как церий, лантан, иттрий и др. Легирование хромом в пределах ,0 ,0 предпочтительно в пределах ,0 ,0 увеличивает сопротивление коррозии и окислению, приводит к упрочнению твердого раствора и границ зерен. При этом понижается стойкость в отношении образования выделений. Кобальт увеличивает также пластичность, улучшает свойства при механической деформации и свойства при ползучести. Тантал упрочняет твердый раствор и образует карбид. Содержание тантала может находиться в пределах 1,0 3,0 однако желательно поддерживать его в интервале 1, 1, . Содержание тантала выше 3,0 вредно сказывается на пластичности и способности к горячей деформации при таком содержании тантала возможно образование нежелательных фаз. Вольфрам и молибден также образуют карбиды и упрочняют твердый раствор. Содержание молибдена может находиться в пределах 2,0 6,5 , однако предпочтительное содержание 2,5 3,5 . Для предотвращения образования нежелательных фаз рекомендуется поддерживать содержание молибдена на нижнем уровне. Содержание вольфрама желательно в пределах 5,5 6,5 . Введение алюминия и титана упрочняет твердый раствор. Содержание алюминия может находиться в пределах 4,0 5,0 .