Суперсплавы II: Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. Книга 1.2.

Под редакцией Ч.Т.Симса, Н.С.Столоффа, У.К.Xагеля.

Металлургия, 1995 г.

 Прогресс в повышении механической надежности суперсплавов при высоких температурах в коррозионных атмосферах был поистине выдающимся. К сожалению, как это случается и с другими технологиями, этот прогресс не идет без отступлений и поражений. Выход из таких поражений- фундамент для нового прогресса. Несколько слов о "неудачных решениях", частично упомянутых выше, дадут представление о дальнейших перспективах.

В 40-х гг. обнаружили, что сплавы на кобальтовой основе (например, Vitallium) склонны к перенасыщению углеродом и, как следствие, к неуправляемому упрочнению (твердению) старением, сильно снижающему работоспособность [12]. Последствия такого рода предотвращали более точной дозировкой при легированииуглеродом и карбидообразующими элементами, совершенствованием термической обработки. В результате впервые был создан удачный сплав (Х-40) для литья лопаток по выплавляемым моделям. Такие лопатки использованы в первом разработанном в США турбореактивном авиадвигателе.

Аналогичные затруднения возникли в 60-х гг., когда содержание хрома в никелевых суперсплавах снижали, чтобы улучшить сопротивление ползучести, а вызывали снижение стойкости против окисления и горячей коррозии. Следствием было значительное снижение долговечности сплавов, применявшихся в различных промышленных газовых турбинах, а также авиадвигателях, предназначенных для работы в засоленной атмосфере. Проблему решили, улучшив соотношение хрома, алюминия и титана в совокупности с применением защитных покрытий.

В 50-е гг. разработка сплавов шла настолько интенсивно и под таким давлением, что привела к перенасыщению никелевых сплавов упрочняющими легирующими элементами. Последствия выразились во "внезапных неудачах" в виде пластинчатых выделений вредных фаз. Эти твердые пластинки s-и m-фаз вызывали преждевременное растрескивание сплава и снижали его надежность в условияхползучести (длительную прочность). Проблему решили, применив на этот раз управление фазовым составом с использованием компьютерной программы ФАКОМП (РНАСОМР).