46. Дайте характеристику металлов для лопаток

Стали, применяемые для лопаток, можно разделить на три группы: хромистые нержавеющие стали, упрочненные хромистые стали и аустенит-ные стали.

Хромистые нержавеющие стали широко применяют для изготовле-ния рабочих и направляющих лопаток, работающих при температурах до

450. – 500 С. Это стали 08Х13 ферритного класса, 12Х13 мартенсито-ферритного класса и 20Х13 мартенситного класса.

Термическая обработка после горячей прокатки состоит в отжиге при

870. – 900 С или высоком отпуске при 740 – 780 С.

Упрочняющая обработка в зависимости от содержания углерода со-стоит в закалке с температуры 950 – 1050 С. Охлаждение от указанных температур осуществляют в масле или на воздухе. Для заготовок больших сечений предпочтительнее закалка в масле. После закалки проводят отпуск при 600-750 С с охлаждением на воздухе.

Коррозионная стойкость хромистых сталей тем выше, чем меньше в них содержится углерода. По этому показателю предпочтение отдают фер-ритным сталям.

Упрочненные хромистые стали. Представлены сталями мартенсито-ферритного (14Х17Н2), мартенситного (13Х14Н2ВФР, 13Х11Н2В2МФ, 13Х11Н2В2МФШ, 14Х12В2МФ) и аустенитно-мартенситного (08Х17Н16Т) классов. Эти стали (по сравнению с ранее рассмотренными хромистыми) ис-пользуют для изготовления лопаток мощных паровых турбин.

Аустенитные стали. По способу упрочнения эти стали делят на гомо-генные, с карбидным и интерметаллидным упрочнением.

Термин «гомогенные стали» следует понимать условно, так как в их структуре обычно присутствует некоторое количество карбидов и карбо-нитридов титана или ниобия. Эти стали рассчитывают на длительную служ-бу при 650 – 700 С. Они обладают высокими технологическими свойствами: способностью к горячей пластической деформации и свариваемостью. Цели термической обработки гомогенных сталей – получение более однородного гамма–твердого раствора, заданной величины зерна (балл 3 - 6), стабильной структуры, а также снятия напряжений, которые могут возникнуть в процес-се изготовления лопаток.

Стали с карбидным упрочнением предназначены для работы при тем-пературах 650 – 750 С и довольно высоком уровне напряжений. Основу сталей с карбидным упрочнением составляет хромоникелевый или хромони-келемарганцевый аустенит, содержащий 0,25 – 0,5 % углерода. Марганец, как и никель, расширяет гамма-область. Это позволяет частично заменить никель менее дефицитным марганцем. К тому же, марганец способствует некоторому повышению жаропрочности.

Аустенитные стали с интерметаллидным упрочнением содержат повы-шенное количество никеля, титана и алюминия. Замена никеля марганцем в сталях этого типа не производится, так как он не образует благоприятных для упрочнения интерметаллидных фаз и понижает жаростойкость.

Содержание углерода в этих сталях ограничивают 0,1 %. Во многие стали дополнительно вводят молибден и вольфрам (до 3,5 %) для повышения длительной прочности.

47. Какие материалы относят к специальным конструкционным неметаллическим материалам?

К специальным конструкционным материалам относятся прежде всего некоторые тугоплавкие бескислородные соединения, представляющие собой соединения металлов с неметаллами с общим условным обозначением МХ: с углеродом – карбиды МС, с азотом – нитриды MN, с бором – бориды МВ, с кремнием – силициды MSi и др. Эта группа материалов обладает ря-дом ценных технических свойств: высокой температурой плавления или раз-ложения, большой твердостью и прочностью, высокой химической стойкостью в агрессивных средах и т.д. Эти материалы получают с использованием керамической технологии и обычно называются керамическими материалами или керметами