Жаропрочные сплавы с ориентированной структурой (монокристаллические, эвтектические, интерметаллические)

Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана

Л.В. Тарасенко, М.В. Унчикова, Ю.А. Бондаренко

ЖАРОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ
С ОРИЕНТИРОВАННОЙ СТРУКТУРОЙ
(МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ,
ЭВТЕКТИЧЕСКИЕ, ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ)

 Методические указания к лабораторной работе

Под редакцией Л.В. Тарасенко

М о с к в а
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2 0 0 6

УДК 669.018.44
ББК 34.431
         Т19

Рецензент В.Н. Симонов

Тарасенко Л.В., Унчикова М.В., Бондаренко Ю.А.
Жаропрочные сплавы с ориентированной структурой
(монокристаллические, эвтектические, интерметаллические):
Методические указания к лабораторной работе / Под ред.
Л.В. Тарасенко. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. –
24 с.: ил.

Приведены  сведения о материалах, используемых при изготовлении
лопаток газотурбинных двигателей. Рассмотрены микроструктуры современных сплавов с ориентированной структурой: никелевых   монокристаллических ЖС32 и ЖС40, эвтектического сплава  типа ВКЛС, а также сплава на основе интерметаллида Ni3Al – ВКНА-1В. В лабораторной работе
студенты изучают влияние химического состава, кристаллографического
направления и термообработки на микроструктуру и свойства сплавов.
Для  студентов 6-го курса специальности «Материаловедение (машиностроение)» и студентов факультета «Энергомашиностроение».
Ил. 4. Табл. 4.

                                                                                                                УДК 669.018.44
                                                                                                      ББК 34.431

                                                                            © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006

Т19

Цель работы – изучить микроструктуру современных жаропрочных никелевых сплавов с монокристаллической и эвтектической структурами, интерметаллидного сплава с монокристаллической структурой, зависимость механических свойств сплавов от их
микроструктуры, химического состава и термообработки.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Повышение мощности современных газотурбинных двигателей
(ГТД) летательных аппаратов базируется на применении новых
жаропрочных материалов для деталей горячего тракта, способных
работать при температурах до 1100…1250 ºС и обладающих необходимым комплексом механических свойств.
Главными рабочими элементами турбины являются сопловые и
рабочие лопатки. Эти детали по условиям нагружения и требуемой
надежности не имеют аналогов среди машиностроительных деталей, изготовляемых по литейной технологии. Лопатки работают в
условиях воздействия статических, циклических и динамических
нагрузок в агрессивной газовой среде. К ним предъявляется комплекс требований: жаропрочность до 1000…1150 ºС, сопротивление много- и малоцикловой усталости (в том числе и термической).
Многоцикловая усталость проявляется вследствие деформаций,
возникающих при каждом обороте двигателя. Сопротивление многоцикловой усталости определяется пределом выносливости 
1.
t
−
σ
Малоцикловая усталость – результат термомеханических деформаций, возникающих единожды при каждом пуске турбины
или при каждом изменении нагрузки. Разновидностью малоцикловой усталости является термическая усталость (или термоусталость). Причиной термоусталости являются неизбежные колебания тепловых деформаций, которые имеют место при  пусках и
остановах двигателя. Этот процесс развивается в литых охлаждаемых лопатках.  Для охлаждаемых лопаток сопротивление термоусталости, или термостойкость, является одним из основных
свойств, обеспечивающих их работоспособность.
Термостойкость – свойство материала выдерживать заданное
число теплосмен. Термостойкость определяется числом циклов,