НАПРАВЛЕННАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ позволяет получать турбинные лопатки, устойчивые к «крипу» (ползучести), постепенному удлинению лопаток под действием центробежной силы. При обычном способе литья (а) расплавленный металл заливается в керамическую форму и охлаждается. Металл кристаллизуется одновременно во многих точках, поэтому в результате получается лопатка, состоящая из множества кристаллов, ориентированных произвольно. При направленной кристаллизации (Ь) форма подогревается и окружается системой тепловых экранов. Нижняя часть формы крепится к водоохлаждаемому медному кристаллизатору («холодильнику»). Расплавленный металл заливается, затем форма медленно опускается и выводится из горячей зоны. Первые кристаллы образуются у кристаллизатора и вырастают в виде длинных столбцов. В лопатке, изготовленной таким образом, границы зерен параллельны направлению действия центробежных сил, поэтому под действием центробежной силы кристаллы не будут отделяться друг от друга и лопатка будет не так подвержена ползучести и растрескиванию при вращении. Можно изготовить лопатку, в которой границы зерен вообще отсутствуют, и она будет еще прочнее (с ). Для этого используется аналогичный метод, но форма имеет узкое горло в виде штопора. Как только форма выводится из горячей зоны, начинается рост столбчатых кристаллов, но лишь один кристалл будет проходить через горло.
«сетка» карбидов упрочняет сплав и он остается устойчивым вплоть до точки его плавления.
В дополнение к тугоплавким металлам и карбидам металлов кобальтовые сплавы содержат большое количество хрома, придающего им стойкость к коррозии в среде горячих выхлопных газов. Соединяясь с кислородом, хром образует оксидную пленку, защищающую сплав от газовой коррозии. Поскольку кобальтовые сплавы не такие твердые, как суперсплавы, их легче сваривать; суперсплавы не очень пластичны: под действием термических напряжений они могут растрескиваться. Поэтому кабальтовые сплавы более пригодны для изготовления деталей путем механической обработки или сварки, например, в сложных конструкционных узлах камеры сгорания.
В ряде случаев высокие прочность и устойчивость при высоких температурах не являются решающими факторами — гораздо важнее оказывается вес деталей. В газотурбинных двигателях такими деталями являются лопатки и диски компрессора, расположенные близко к входному отверстию, где температура и давление умеренны. Наиболее подходящими для этих целей часто оказываются титановые сплавы.
Аналогично никелевым суперсплавам титановые сплавы состоят из двух фаз: а-фазы, образующейся при низких температурах, и [3-фазы, кристаллизующейся при охлаждении раньше и формирующей матрицу, в которой располагаются кристаллы афазы. Кристаллы а-фазы могут иметь две формы. Обычно при охлаждении сплава образуются линзовидные кристаллы; если же материал подвергнут горячей деформации, а затем термообработке, кристаллы оказываются более сфероидальными.
Линзовидная структура более устойчива к ползучести (она способна выдерживать последовательное растяжение, которое испытывают лопатки при вращении в течение длительного времени), чем сфероидальная структура; однако она хуже выдерживает малоцикловую усталость. Поскольку устойчивость к ползучести и к малоцикловой усталости одинаково важна для вращающихся деталей, были разработаны технологии получения сплава, а-фаза которого содержит кристаллы обеих форм.
Титановые сплавы имеют гораздо меньшую плотность, чем
кобальтовые сплавы и никелевые суперсплавы, поэтому они обладают большей
удельной прочностью при температурах до 500 о с. Несмотря на
многочисленные усовершенствования процессов легирования, термо- и механообработки, максимальная рабочая температура титановых сплавов
остается, к сожалению, низкой и составляет примерно 0,5 Т пл (Тпл температура
плавления по абсолютной шкале), в то время как суперсплавы сохраняют приемлемую
прочность до температуры О. 7—0,8 Т 
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.