Оглавление:
Влияние структуры на жаропрочность сплавов
- Влияние структуры на термостойкость сплава При температурах порядка 0,57′ / 1l деформация ползучести зависит от устойчивости дислокационной структуры. При более высоких температурах активизируется диффузионный процесс, растворяются кластеры атомов легирующих элементов и примесей, ослабляется степень консолидации дислокаций, а при миграции через кристаллы в этих условиях сопротивление ползучести определяется силой атомной связи.
Прочность межатомной связи большинства металлов недостаточна при высоких температурах. Для повышения термостойкости необходимо уменьшить подвижность дислокаций и замедлить их диффузию. В отличие от ферритовых сталей с ОЦК-решетками, ФЦК-решетки из твердорастворимых аустенитных нержавеющих сталей характеризуются более плотной упаковкой атомов.
Поэтому коэффициент диффузии U-железа с решеткой ГЦК примерно на два порядка меньше, чем у A-железа с решеткой БЦК. Людмила Фирмаль
В частности, объясняется, что скорость ползучести стали резко изменяется при изменении температуры превращения ОЦК-ГЦК. Аустенитные стали с решетками FCC имеют значительно более высокую стойкость по сравнению со сталями с решетками BCC. Возникновение сбоев в движении дислокаций достигается за счет использования материалов, обогащенных дисперсными частицами. Усиливая участок теплостойкой стали специальный карбид сплава никеля, разъединение участка u ’ с обычным типом Ni3 решетки (Ti, Al, Nb, TA).
В сплавах, закаленных с большим количеством u-фазы, деформация происходит за счет сдвига частиц этой фазы, поэтому такие сплавы характеризуются высокой прочностью и вязкостью. Неравномерная структура дисперсных частиц достигается в сталях после закалки и отпуска и в высокотемпературных сплавах после старения. Легирование элементов с высокой температурой плавления, таких как Cr, Mo, W, NB и TA, увеличивает прочность межатомной связи в кристаллической решетке.
- Кроме того, эти же элементы снижают коэффициент самодиффузии, сдвигают температуру рекристаллизации на более высокую температуру, что также способствует повышению термостойкости. Рис. 376 скорость ползучести зависит от размера частиц сплава. Известно положительное влияние структуры частиц на прочность при низких температурах. При высоких температурах скорость ползучести уменьшается с увеличением размера зерна, когда механизм ползучести в основном обусловлен диффузией. Граница зерен уменьшает сопротивление ползучести. Это происходит потому, что границы зерен являются причиной дислокаций. Они способствуют движению дислокаций, диффузии вакансий и скольжению границ зерен.
Зерна движутся относительно друг друга вдоль общей границы в узкой пограничной области. Выраженное смещение зерна при ползучести приводит к образованию и росту клиновидных трещин и пустот на границе. По мере увеличения длины трещины увеличивается концентрация напряжений
на ее вершине, что, в свою очередь, способствует усилению роста трещины, в результате чего происходит межзеренное разрушение. Людмила Фирмаль
Крупнозернистые характеристики жаропрочных сплавов. В идеале их структура вообще не должна иметь границы зерен, она должна состоять из одного кристалла. Структура этого монокристалла получена для нескольких лопаток турбины ответственного объекта.
Смотрите также:
| Жаропрочность сплавов цветных металлов и сталей | Жаростойкие стали (heat resistant steel) |
| Тугоплавкие металлы | Критерии жаропрочности |
