Разработка и исследование защитных электрофизических покрытий для повышения эксплуатационных свойств конструкционных и инструментальных материалов

• Автор: Абашкин, Роман Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

1.1.Тенденции разработки технологии изготовления лопаток турбин авиационных двигателей за рубежом

1.2. Классификация никелевых сплавов по назначению

1.3. Легирование литейных никелевых сплавов и их механические свойства

1.3.1. Химический состав и структура жаропрочных сплавов

на основе никеля

1.3.2. Элементы, входящие в состав матрицы

1.3.3. Элементы, входящие в состав у1фазы

1.3.4. Карбидообразующие и боридообразующие элементы

1.3.5. Микролегирование, поверхностноактивные элементы

1.3.6. Электронная теория легирования жаропрочных никелевых сплавов

1.3.7. Анализ резервов жаропрочности и стабильности литейных никелевых сплавов

1.3.8. Жаропрочные никелевые сплавы с направленной и монокристаллической структурой
1.4. Области применения никеля и его сплавов
1.5. Защитные покрытия для жаропрочных никелевых сплавов Глава II. Материалы, оборудование, технологии и методики исследования
2.1. Сведения о материалах, служащих объектами изучения
в настоящей работе
2.2. Общие сведения по электрофизической обработке
2.2.1. Оборудование и технология ЗИЛ.
Установка ЭЛФА 1. Устройство для выглаживания
плоских и фасонных поверхностей на установке ЭЛФА 1
2.2.2. Установка для электроакустического напыления
ЭЛАН 3, принцип работы
2.3. Методы исследования
2.3.1. Изучение кинетики процесса электроискрового легирования
2.3.2. Испытания на жаростойкость
2.3.3. Испытания на адгезионную прочность покрытий
2.3.4. Метод внутреннего трения
2.3.5. Оптическая, электронная и растровая микроскопия
2.3.6. Рентгеноструктурный и микрорентгеноспектральный анализы
2.3.7. Методика потенциодинамических коррозионных испытаний
2.3.8. Оценка качества поверхности электроискрового покрытия после выглаживания
2.4. Анализ аморфизированных металлических сплавов
2.5. Исследование износостойкости поверхностных слоев электрофизических покрытий
Глава III. Исследование жаропрочного сплава
ХНМВТЮ
3.1. Исследование структуры, фазового состава и свойств жаропрочного дисперсионнотвердеющего сплава на никельхромовой основе ХНМВТЮ ЭП2
3.2. Влияние дендритной ликвации на распределение упрочняющей у3фазы в сплаве ЭП2
3.3. Исследование структуры и свойств сплава ЭП2 после термической обработки
Глава IV. К вопросу о состоянии отдельных современных упрочняющих и восстанавливающих технологий конструкционных и инструментальных .материалов
4.1. Исследование и разработка электроискровых покрытий из жаростойких материалов с никельхромовой матрицей легированных малыми добавками гафния, рения и диспрозия
4.2. Электроакустическое нанесение покрытий прогрессивная технология для упрочнения и восстановления деталей машин и инструмента
4.3. Изучение жаростойких и износостойких покрытий
из жаропрочных никелевых сплавов с микролегирующими добавками для специальных деталей
4.4. Вопросы оптимизации технологического процесса нанесения экологических электроакустических покрытий, их структура и свойства
4.5. Внутренние напряжения и коррозионные свойства электроакустических покрытий из жаропрочных сплавов типа ЖС с добавками РЗМ на подложке из сплава ЭП
4.6. Релаксационные явления в покрытиях из жаропрочных литых никелевых сплавов с малыми добавками гафния и диспрозия, полученных электроакустическим напылением
4.7. Изучение вопросов восстановления дисковых рабочих органов
4.8. Исследование упрочнения быстрорежущей стали РФ2 методом локального электроискрового нанесения покрытий
Библиографический список Приложения
ВВЕДЕНИЕ


Основными сплавами этой группы являются ЖС6, ЖС6К, ЖС6КГ1, ЖС6У, ВЖЛ2. Сплавы для сопловых лопаток. Характерной особенностью работы сопловых лопаток является действие высокотемпературного газового потока с высоким давлением, что вызывает в лопатках растягивающее напряжение. Поэтому сплавы для сопловых лопаток должны иметь высокое сопротивление ползучести при температурах вплоть до К, хорошее сопротивление к термической усталости и к газовой коррозии. Для изготовления сопловых лопаток, работающих при высоких температурах, используются, как правило, сплавы первой группы, при более низких менее К температурах сплавы ЖСЗ, АНВЗОО, ЭИ3Л, ЭИ7Л, ВЖЛ8, ВЖЛ для свариваемых узлов. Сплавы для цельнолитых роторов и колес турбин. В лопатках и дисках этих деталей возникают растягивающие напряжения за счет значительных центробежных нагрузок. Диски работают при более низких температурах, но при больших напряжениях. Основными требованиями к материалам этой группы являются высокая прочность и пластичность, высокое сопротивление ползучести и малоцикловым усталостным напряжениям. Сплавы должны хорошо сопротивляться коррозии в условиях действия газового потока при рабочих температурах. В эту фуппу входят такие сплавы, как ЖС6К, ЖСЗД, ЖСЗДК, ЭП2 малых размеров. Сплавы для фасонных деталей. Подобные детали работают при более умеренных температурах до К, чем предыдущие, однако уровень напряжения остается высоким. Сплавы, используемые для фасонных деталей, должны хорошо свариваться, например жаропрочный свариваемый сплав ХНМВТЮ ЭП0. Сплав ХНМВТЮ обладает более высокими механическими свойствами и лучшей свариваемостью по сравнению со сплавом ЭП2 ХНВМТЮ. Сплав ЭГ рекомендуется в литом и деформированном состоянии для деталей, работающих кратковременно при температурах от 3 до 5С. Методом прецизионной отливки из сгшава ХЫМВТЮ можно изготавливать детали сложной конфигурации. Сплавы на никелевой основе по жаропрочности превосходят лучшие жаропрочные стали. Их используют как в деформируемом, так и в литом состояниях. По структуре никелевые сплавы разделяют на гомогенные нихромы и гетерогенные нимоники. Основой нихромов является никель, а основным легирующим элементом хром ХНЮ, ХНТ. Их применяют для изготовления ненагруженных деталей, работающих в окислительных средах. Жаропрочные сплавы на никелевой основе применяются главным образом в качестве материала деталей, работающих в интервале 0 С, в условиях значительных напряжений и агрессивной среды продуктов сгорания топлива. В связи с развитием производства газотурбинных двигателей, паровых турбин с высокими параметрами пара, различных электрических машин и химического машиностроения за последние годы все большее применение находят отливки по выплавляемым моделям из сплавов специального назначения. К ним относятся коррозионностойкие, жаростойкие, жаропрочные и износостойкие сплавы на КЧСгоснове. Жаропрочные сплавы отличаются свойством противостоять пластической деформации под воздействием напряжений при высокой температуре. На жаростойкость большое влияние оказывает природа твердого раствора основы сплава, ее температура плавления и тип кристаллической решетки. Чем выше температура плавления основы, тем выше жаропрочность сплава. Повышению жаропрочных и других свойств также способствует легирование. Наибольший эффект достигается при одновременном легировании многими элементами. Введение таких элементов, как алюминий, титан, вольфрам, молибден, ниобий, бор, сильно увеличивает сопротивление сплавов пластической деформации при высоких температурах вследствие образования высокодисперсных интерметаллидных фаз, блокировки плоскостей скольжения при выделении этих фаз из твердого раствора. Кроме того, присутствие этих элементов в твердом растворе задерживает диффузионные процессы, и сплав при высоких температурах не разупрочняется. При введении большого количества легирующих элементов в сплавы наряду с повышением их жаропрочности снижается пластичность и ухудшается их ковкость. Поэтому наиболее жаропрочны литые сложнолегированные сплавы с гетерогенной структурой.