19 Билет.
1)Классификация легированных сталей по структуре после нормализации.(из лекций)
По структуре после нормализации охлаждения на воздухе легированные стали делятся на :
-перлитные(Легированных элементов<5%)
-мартенситные(Л.Э. >10-12%)
-аустенитные(Л.Э. >15%)
По мере увеличения количества Л.Э. устойчивость аустенита растет.
Температурная область мартенсита превращенного снижается вниз.
2)Жаропрочность. Жаропрочные стали и сплавы.
Жаропрочность- способность метала противостоять механическим нагрузкам при высоких температурах.
Под жаропрочными сталями и сплавами понимают стали и сплавы, обладающие повышенными механическими свойствами при высоких температурах. Жаропрочные сплавы могут быть на алюминиевой, титановой, железной, медной, кобальтовой и никелевой основах. Наиболее широкое применение в авиационных двигателях получили никелевые жаропрочные сплавы, из которых изготавливают рабочие и сопловые лопатки, диски ротора турбины, детали камеры сгорания и т. п. В зависимости от технологии изготовления никелевые жаропрочные сплавы могут быть литейными, деформируемыми и порошковыми. Наиболее жаропрочными являются литейные сложнолегированные сплавы на никелевой основе, способные работать до температур 1050—1100 °C в течение сотен и тысяч часов при высоких статических и динамических нагрузках. Легирование
Жаропрочные сплавы на основе никеля, как правило, обладают сложным химсоставом. Он включает 12 — 13 компонентов, тщательно сбалансированных для получения необходимых свойств. Содержание таких примесей, каккремний (Si), фосфор (P), сера (S), кислород (O) и азот (N) также контролируется. Содержание таких элементов, какселен (Se), теллур (Te), свинец (Pb) и висмут (Bi) должно быть ничтожно малым, что обеспечивается подбором шихтовых материалов с низким содержанием этих элементов, т.к. избавиться от них в ходе плавки не представляется возможным. Эти сплавы обычно содержат 10—12 % хрома (Cr), до 8 % алюминия (Al) и титана (Ti), 5-10 % кобальта (Co), а также небольшие количествабора (B), циркония (Zr) и углерода (C). Иногда добавляются молибден (Mo), вольфрам (W), ниобий (Nb), тантал (Ta) и гафний (Hf).
Легирующие элементы в этих сплавах можно сгруппировать следующим образом:
Элементы,
образующие с Ni аустенитную 
-матрицу
с гранецентрированной кристаллической
решёткой — Co, Fe, Cr, Mo и W
Элементы, образующие упрочняющую ' фазу (Ni3X) — Al, Ti, Nb, Ta, Hf. При этом Ti, Nb и Ta входят в состав фазы и упрочняют её.
Элементы, образующие сегрегации по границам зёрен — B, C и Zr
К карбидообразующим элементам относятся Cr, Mo, W, Nb, Ta и Ti. Al и Cr образуют оксидные плёнки, защищающие изделия от коррозии.
К основным фазам жаропрочных сплавов относятся:
Гамма-фаза ( ) является матрицей с г.ц.к. кристаллической решёткой. В твёрдом растворе этой фазы содержится большое количество Co, Cr, Mo, W
Гамма-штрих ( ') фаза образует частицы преципитата, имеющего также г.ц.к. кристаллическую решётку. В эту фазу входят такие элементы, как Al и Ti. Объёмная доля этой фазы, когерентной аустенитной матрице достаточно велика
Карбиды. Содержание углерода в сплавах относительно невелико (0,05-0,2 %). Он соединяется с карбидообразующими элементами — Ti, Ta, Hf
Зернограничная '-фаза. Эта фаза образуется в виде плёнки по границам зёрен в процессе термической обработки.
Бориды Выделяются по границам зёрен в виде редких частиц
Фазы
т. п. у. (топологически плотно упакованные
фазы) имеют пластинчатую морфологию.
Пример: фазы 
, 
и фаза
Лавеса.
Эти фазы приводят к охрупчиванию
материала и являются нежелательными.
Термическая обработка
Деформируемые никелевые жаропрочные сплавы содержат в матрице дисперсные выделения карбидов типа MC. Гомогенизационный отжиг даёт возможность подготовить матрицу к получению равномерного распределения частиц упрочняющей фазы ' в процессе последующего старения. Для примера, для сплава Inco 718гомогенизационный отжиг продлится в течение 1 часа при 768 °C, а старение проводится в два этапа: 8 часов при 718 °C и 8 часов при 621 °C. После гомогенизационного отжига важно выдержать скорость охлаждения, чтобы препятствовать выделению нежелательных фаз. Охлаждение между этапами старения проводится плавно в течение 2 часов.
Жаропрочность
Одним из факторов, определяющих жаропрочность, является высокое сопротивление ползучести. Жаропрочность сплавов оценивается пределами длительной прочности или ползучести при высоких температурах, и связана, в первую очередь, с их структурой и составом. По структуре жаропрочные сплавы должны быть многофазными с прочными границами зёрен и фаз. В никелевых жаропрочных сплавах сказанное обеспечивается многокомпонентным легированием. При этом жаропрочность сплавов тем выше, чем больше объёмная доля упрочняющих фаз и чем выше их термическая стабильность, то есть устойчивость против растворения и коагуляции при повышении температуры.
Длительная прочность
Никелевые жаропрочные сплавы используются при температурах 760—980 °C. Литые жаропрочные сплавы имеют высокую длительную прочность при более высоких температурах. Например, сплав MAR-M246 имеет длительную прочность 124 МПа после 1000 часов выдержки при 982 °C.
Жаропрочные сплавы на никелево-железной основе используются при температурах 650—815 °C. Их длительная прочность намного ниже.
Сплавы на основе кобальта
Ещё в начале XX века компанией Хэйнс (англ. Haynes) были получены патенты на сплавы системы Co — Cr и Co — Cr — W. Эти сплавы, именуемые «стеллитами» использовались вначале для производства режущего инструмента. и износостойких деталей. В 1930-х годах был разработан литейный Co — Cr — Mo сплав для зубногопротезирование Vitallium. Аналогичный по составу сплав HS-21 начал использоваться десятилетие спустя в турбонагревателях и газовых турбинах. Тогда же начали использовать сплав системы Co — Ni — Cr для направляющих лопаток газотурбинных двигателей. В 1943 г. был разработан литейный сплав Co — Ni — Cr — W (X-40) также применяемый при изготовлении лопаток. В 1950—1970 годы были разработаны новые никелевые жаропрочные сплавы, изготовленные путём вакуумной выплавки и упрочняемые за счёт выделения фазы '. Это привело к уменьшению использования сплавов на основе кобальта.
Особенности жаропрочных сплавов на кобальтовой основе
Температура плавления у сплавов на кобальтовой основе — более высокая. По этой причине повышены характеристики длительной прочности. Эти жаропрочные сплавы могут работать при более высоких температурах, по сравнению со сплавами на основе никеля и железа
Высокое содержание хрома повышает сопротивление горячей коррозии
Сплавы характеризуются повышенным сопротивлением термической усталости и имеют хорошую свариваемость.