Підвищення працездатності та ресурсу кріпильних деталей, виготовлених із жароміцних сталей та сплавів, шляхом оптимізації структурного стану цих матеріалів. Оптимальні параметри термічної обробки для забезпечення підвищеної працездатності деталей.
Аннотация к работе
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Розробка методу підвищення працездатності деталей, виготовлених із аустенітних жароміцних сталей та сплавівРобота виконана в Луцькому державному технічному університеті на кафедрі матеріалознавства і обробки металів тиском, Міністерство освіти і науки України, м. Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Пашинський Леонід Миколайович, Луцький державний технічний університет, доцент кафедри матеріалознавства та обробки металів тиском. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, професор кафедри машин і обладнання АПК, зав. лаб. високотемпературних матеріалів і покриттів Дзядикевич Юрій Володимирович, Тернопільська академія народного господарства, Міністерство освіти і науки України; Захист відбудеться “29" жовтня 2004 року о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 32.075.01 при Луцькому державному технічному університеті за адресою: 43018, м.Зокрема, з досліджуваних жароміцних матеріалів (сталі 10Х11Н23ТМР, 13Х11Н2В2МФ та сплав ХН73МБТЮ) виготовляють кріпильні деталі (нормалі) для вузлів газотурбінних двигунів (ГТД) літаків, які до того ж ще працюють під навантаженням при високих температурах в агресивних середовищах - продуктах згоряння палива та мастильних матеріалів. Наявність у жароміцних сталях та сплавах високого вмісту легуючих елементів спричиняє виділення вторинних зміцнюючих фаз як при термічній обробці під час виготовлення деталей, так і в процесі їх експлуатації. Тому вивчення морфології виділень частинок зміцнюючих вторинних фаз, їх оптимізації в структурі аустенітних жароміцних сталей та сплавів, їх впливу на формування властивостей жароміцних сталей та сплавів, які сприяють підвищенню експлуатаційних характеристик аустенітних жароміцних сталей та сплавів і розширенню області використання, є актуальною задачею дослідження. розробити метод одержання високих вязко-пластичних характеристик аустенітних жароміцних сталей та сплавів шляхом проведення додаткової термічної обробки нормалей, взятих в стані поставки та після експлуатації; Для виконання поставлених завдань у роботі використовувались різні способи нанесення різі на деталі (накатування і нарізання), методи хімічного аналізу матеріалів, методи структурних досліджень із застосуванням оптичної металографії, електронної мікроскопії, рентгеноструктурного аналізу, растрової електронної мікроскопії, а також дослідження на розтяг зразків, визначення твердості та мікротвердості, випробування на витривалість і ударну вязкість, а також термічна обробка (короткочасний високотемпературний нагрів при різних режимах із наступним охолодженням з певною швидкістю), теоретичні методи аналізу з використанням загальновідомих положень отриманих результатів, компютерні методи для побудови графічних залежностей.Для досягнення високої жароміцності аустенітні сталі з карбідним та інтерметалідним зміцненням піддають термічній обробці, що складається з двох стадій: - загартування від температур 1050-1200°С у воді, оливі чи на повітрі, яке проводять з метою розчинення інтерметалідних та карбідних фаз в твердому розчині (аустеніті) і отримання після охолодження високолегованого перенасиченого твердого розчину легуючих елементів у матриці основного металу. Нікелеві сплави (для одержання високих характеристик жароміцності) гартують з температур 1050-1200°С з охолодженням на повітрі і піддають старінню при температурах близьких до робочих температур (700-750°С) з подальшим охолодженням на повітрі. При температурах вищих 800-900°С швидкість росту частинок ??-фази уже значна, в результаті чого їх обєм може складати 20-60% від загального обєму сплаву в залежності від вмісту легуючих елементів та розміру частинок, які частково або повністю втрачають когерентність з ?-матрицею і, зрештою, метастабільні частинки ??-фази переходять у стабільну фазу Ni3Ti. Для одержання високої жароміцності аустенітні сталі та сплави на нікелевій основі з карбоінтерметалідним зміцненням піддають ТО: - їх гартують від температур 1050-1200? С у воді, оливі або на повітрі з метою розчинення карбідних та інтерметалідних фаз; На наступному етапі ТО - старінні продовжуються виділення зміцнюючих g?-фаз, причому обємна доля може сягати в залежності від температури і часу старіння до 20-55%, самі ж частинки g?-фаз в результаті росту і коагуляції досягають розмірів 20-50 нм і за хімічним складом все більше наближаються до Ni3Al і Ni3Ti.На підставі аналізу робіт, які присвячені проблемі підвищення жароміцності аустенітних сталей та сплавів встановлено, що важливими чинниками забезпечення максимально довготривалої міцності матеріалів є відповідна дисперсність, форма. обємна доля, розміщення вторинних зміцнюючих ?? фаз.