Закономерности поведения азота при получении монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов и повышение их эксплуатационных свойств

• Автор: Каблов, Дмитрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 196 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1.Влияние легирующих элементов на структуру и свойства литейных жаропрочных никелевых сплав
1.1.1.Легирующие элементы, участвующие в образовании упрочняющих фаз
1.1.2.Легирующие элементы, участвующие в упрочнении твердого раствора
1.1.3 .Легирующие элементы, уменьшающие скорость роста зерна
1.1 АСтруктурная стабильность и жаропрочность
1.1.5.Конструирование сплава методами компьютерного
моделирования
1.2.Влияние примесей на структуру и свойства жаропрочных
сплавов
1.2.1 .Примеси легкоплавких элементов
1.2.2.Примеси кислорода и азота
1.3.Роль РЗМ в обеспечении высокого качества сплавов и улучшения
их свойств
1.4.Влияние метода выплавки на структуру и свойства жаропрочных сплавов
1.4.1.Структура и свойства отливок с однонаправленной монокристальной структурой
1.4.2.Промышленное оборудование для высокоградиентного направленного и монокристального литья
1.5.Влияние термической обработки на структуру и свойства жаропрочных сплавов

Выводы по главе
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ И
ИСПЫТАНИЙ
ГЛАВА 3. СПОСОБЫ РАФИНИРОВАНИЯ НИКЕЛЕВОГО РАСПЛАВА ОТ АЗОТА
3.1.Термодинамический анализ влияния азота на фазовый состав и структуру монокристаллов из сплава ЖС30-ВИ
3.1.1.Метод и алгоритм расчета равновесного
состава
3.1.2.Компьютерная программа «ТЕРРА» для моделирования фазовых
и химических равновесий при высоких температурах
3.1.3.Расчет состава и количества нитридов в сплаве
ЖСЗО-ВИ
3.2.Экспериментальные исследования способов рафинирования расплава от азота
3.3.Исследование закономерностей распределения азота при
получении монокристаллов и его влияние на их макроструктуру
ЗАКристаллографический механизм образования двойников под влиянием азота при выращивании монокристаллов жаропрочных
никелевых сплавов
3.4.1.Полиморфное превращение как реконструкция координационных
полиэдров
3,4.2,Образование карбида (цементита) при распаде твердого раствора
3.4.3.Образование нитридов при азотировании стали
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ АЗОТА НА МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЛАВА ЖСЗО-ВИ

4.1.Влияние азота на длительную прочность, высокотемпературная ползучесть и свойства при кратковременном разрыве монокристаллов сплава ЖСЗО-ВИ
4.2.Влияние азота на малоцикловую усталость монокристаллов сплава
ЖСЗО-ВИ и морфологию карбидов
Выводы по главе
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА
НА СТРУКТУНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ СПЛАВА ЖСЗО-ВИ
5.1.Исследование структуры и локального состава сплава ЖСЗО-ВИ в литом состоянии и после термической обработки
5.2.Исследование структуры и локального состава сплава ЖСЗО-ВИ после испытаний на кратковременный разрыв, длительную прочность, ползучесть и гладких образцов на малоцикловую усталость
5.3.Фрактографическое исследование образцов из сплава ЖСЗО-ВИ
после испытания на растяжение
5.4.Исследование структуры и локального состава образцов после испытаний на длительную прочность и ползучесть
5.5.Фрактографическое исследование образцов из сплава ЖСЗО-ВИ,
испытанных на малоцикловую усталость
Выводы по главе
Разработка основ промышленных технологий получения ультрачистых
по азоту монокристаллических жаропрочных сплавов для лопаток ГТД
и реализация результатов работы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
PDAS = 166 microns PDAS = 294 microns
G*R = 0.77 eC/sec G*R = 0.13QC/sec
PDAS = 361 microns G*R = 0.07°C/sec
200 )im
PDAS = 686 microns G*R = 0.01 °C/sec
Рис. 1.7. Изменение дендритной морфологии и расстояния между дендритами первого порядка при изменении скорости охлаждения при кристаллизации PDAS - расстояние между осями дендридов,
G - градиент температуры, R — скорость вытягивания В последнее время дендритной ликвации в многокомпонентных высоколегированных ЖНС уделяется особое внимание из-за неблагоприятного влияния ликвирующих элементов на образование дефектов на границах зерен при кристаллизации этих сплавов [46, 47, 48, 49]. Данные по распределению I а (% по массе) в дендритной структуре сплава SX-3 (5,7 А1, 4,0 Cr, 11,5 Со, 5,0 Re, 6