Перспективные металлы. Структура с исключительной прочностью, жаростойкостью и устойчивостью к коррозии, страница 5

для обеспечения устойчивости этих свойств деталей при многократных рабочих циклах разработан ряд сложных режимов термической обработки. Типичный режим включает нагрев сплава до соответствующей высокой температуры, быстрое охлаждение, а затем старение при более низких температурах для получения требуемого размера и распределения кристаллов 7' -фазы.

В последние несколько лет интерес к получению разнообразных никельалюминиевых суперсплавов значительно возрос. Сейчас известно, что прочность чистого 7' -алюминида никеля существенно растет с температурой. Этот эффект десятки лет интебесует исследователей, однако попытки использовать его не удавались из-за другого свойства 7' -фазы — ее высокой хрупкости.

При испытании образца из чистого Т ' -алюминида никеля отдельные зерна, или кристаллиты, из которых состоит образец, остаются твердыми, однако они отделяются друг от друга и по границам зерен образец начинает разрушаться. В 1979 г. Киоши Аоки и Осаму Изуми из Токийского университета обнаружили, что небольшие добавки бора в образец могут предотвратить его разрушение. Бор стремится к скоплению по границам зерен и этим способствует взаимному скольжению зерен без разрушения. Точный механизм этого явления пока не известен и является предметом активного исследования. Добавка бора даже в количестве (по весу) делает 7' -алюминид никеля пластичным.

ИКЕЛЕВЫЕ суперсплавы, в особенности с высоким содержанием 7' -составляющей, как правило, становятся прочнее при высоких температурах; максимальная прочность наблюдается примерно при 850 ^о с. Многие перспективные суперсплавы сохраняют удовлетворительную прочность до температуры порядка 1000 ⁰ С. В газотурбинных авиационных двигателях из жаростойких никелевых суперсплавов изготавливают компрессорные лопатки для тех узлов, где воздух имеет максимальКЕеХIМсПг%аТК7)

также для изготовления турбинных лопаток, расположенных близко к камере сгорания, где выхлопные газы имеют максимальную температуру.

Применение никелевых суперсплавов ограничено при высоких температурах, поэтому для деталей камеры сгорания, работающих при температурах порядка 1100 ^о с, обычно используют кобальтовые сплавы. Из

94

ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ, подобно никелевым суперсплавам, состоят из кристаллов одной фазы (светлый тон), внедренной в матрицу второй (темный тон) соответственно а- и В-фазы. Кристаллы а-фазы могут иметь две формы: линзовидную (вверху) и сфероидальную (в середине). Обе модификации обладают полезными свойствами. Поэтому методы обработки направлены на получение в образце обеих модификаций а-фазы (внизу). Микроснимки титановых образцов примерно с 600-кратным увеличением получены Д. Эйлоном из Дейтонского университета и Ф. Фроузом из Лаборатории материаловедения ВВС США.