Исследование влияния переменного управляемого температурного градиента на особенности структуры, фазовый состав, свойства высокотемпературных жаропрочных сплавов при их направленной кристаллизации

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 6

УДК 621.74

DOI: 10.18698/0236-3941-2016-6-43-61

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЕРЕМЕННОГО УПРАВЛЯЕМОГО

ТЕМПЕРАТУРНОГО ГРАДИЕНТА НА ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ,

ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, СВОЙСТВА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ

ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ ПРИ ИХ НАПРАВЛЕННОЙ

КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Е.Н. Каблов

Ю.А. Бондаренко

Viamlab1@mail.ru

А.Б. Ечин

ФГУП «ВИАМ», Москва, Российская Федерация

Аннотация

Ключевые слова

Исследованы условия направленной кристаллизации с

переменным управляемым градиентом. Определены

факторы, влияющие на температурный градиент на

фронте роста. Наиболее значимым является способ отво-

да теплоты кристаллизации за счет радиационного или

конвективного охлаждения при погружении формы в

жидкометаллический охладитель. Важными факторами

являются: температура в печи подогрева, температура

жидкометаллического охладителя, тепловые экраны,

отделяющие зону нагрева от зоны охлаждения, теплопро-

водность керамической формы. Предложена методика

экспериментальной оценки значений температурного

градиента на фронте роста с помощью термопар. В ре-

зультате экспериментальных исследований, проведенных

на монокристаллических образцах с кристаллографиче-

ской ориентацией <001> Re-содержащего сплава ВЖМ3,

показано, что управляя значениями температурного

градиента, можно существенно влиять на размер струк-

турных составляющих жаропрочного сплава. Приведены

результаты металлографических исследований, выпол-

ненных методами оптической и электронной микроско-

пии. Методом наименьших квадратов получены законо-

мерности изменений структурных составляющих сплава

ВЖМ3, которые представлены в виде уравнений

Направленная

кристаллизация,

температурный градиент, нике-

левый монокристаллический жа-

ропрочный сплав, упрочняющая



-фаза,





-эвтектика, дендрит-

ная ликвация, микропористость,

кратковременная прочность, дли-

тельная прочность

Поступила в редакцию 11.04.2016

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 9.5:

Направленная кристаллизация (с переменным управляемым градиентом) высокотемпе-

ратурных жаропрочных сплавов («Стратегические направления развития материалов

и технологий их переработки на период до 2030 года») и направлена на создание кон-

цепта «Перспективный двигатель»

Введение.

Процесс направленной кристаллизации (НК) широко применяется

как в России [1], так и за рубежом при получении деталей горячего тракта га-

зотурбинных двигателей (ГТД), в первую очередь рабочих лопаток, изготовляе-