11.6. Применение никелевых, титановых и алюминиевых сплавов в газотурбостроении.

Титан – легкий и очень прочный металл, устойчив к коррозии (повышает коррозионную стойкость до 40%), хорошо сваривается, имеет высокую удельную прочность. При высокой температуре поглощает водород (водородная хрупкость). N, O₂, C - вредные примеси. Хорошо обрабатывается давлением, имеет хорошую пластичность, уменьшает массу детали.

Введение алюминия увеличивает жаропрочность, термическую стабильность, коррозионную стойкость.

Алюминий – повышенная коррозионная стойкость, легко обрабатывается давлением, хуже резанием. Используется для изготовления конструкций не несущих нагрузки. Хорошая свариваемость. В настоящее время на основе алюминия получают сплавы из порошков – спечные сплавы, .полученные распылением жидкого алюминия. Такие сплавы хорошо деформируются, обрабатываются резанием, имеют высокую удельную прочность, коррозионную стойкость - перспективно изготовлять лопатки компрессоров.

Никелевые сплавы – нимоники - высокая коррозионностойкость, механические свойства для работы в агрессивных средах, жаропрочные (ХН77Т до 850^оС, ХН77ТЮР).

11.7. Связь видов термообработки заготовок и деталей с их механическими свойствами.

Термообработка – тепловая обработка для изменения свойств материала.

Основными видами термической обработки, различно изменяющими структуру и свойства стали и назначаемыми в зависимости от требований, предъявляемым к полуфабрикатам (отливкам, поковкам, прокату) и готовым изделиям, являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

1. Отжиг – нагревание до высоких температур, выдержка и медленное остывание, для повышения пластичности.

I рода – устраняет химическую или физическую неоднородность, созданную предшествующими обработками.

Отжиг II рода – подготовительная термообработка – понижая прочность и твердость, улучшает обработку резанием средне и высокоуглеродистой стали. Измельчает зерно, снимает внутренние напряжения, уменьшает структурную неоднородность, повышает пластичность и вязкость.

2. Закалка – термическая обработка, заключается в быстром нагревании стали до температуры выше критической и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую. Не является окончательной операцией термообработки. Чтобы уменьшить хрупкость и напряжения, вызванные закалкой, и получить требуемые механические свойства, сталь после закалки обязательно подвергается отпуску. Инструментальную сталь обычно подвергают З и О для повышения твердости, износостойкости и прочности, а конструкционную сталь – прочности, твердости, получения достаточно высокой пластичности и вязкости, а для ряда деталей и высокой износостойкости.

3. Отпуск – нагрев закаленной стали до температур ниже критической, выдержке при заданной температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью. Окончательная операция. Полностью устраняет внутренние напряжения, возникающие при закалке. Служит для уменьшения хрупкости и повышения пластичности. Температура позволяет изменять свойства: прочность, вязкость, предел упругости, выносливости.

Термомеханическая обработка – позволяет повысить механические свойства стали по сравнению с полученными при обычной закалке и отпуске. Заключается в сочетании пластической деформации стали в аустенитном состоянии с ее закалкой (термообработкой). Повышается прочность и пластичность, мельчают зерна, уменьшаются внутренние напряжения.