3.3Характеристика сплава эп975ид

Жаропрочный никелевый сплав ЭП975ИД является деформируемой модификацией литейного сплава ЖС6У-ВИ. Сплавы типа ЭП975 отличаются от сплавов типа ЖС6, главным образом большим содержанием кобальта, который улучшает технологическую пластичность жаропрочных никелевых сплавов без снижения характеристик жаропрочности. Содержание -фазы в этих сплавах в термически упрочненном состоянии доходит до 5557%, карбидов и боридов до 1%. -фаза имеет довольно сложный химический состав (Ni,Co,Cr)₃(Al,Ti,Nb,W,Mo), в структуре сплава присутствуют также карбиды MeC и Me₆C, а также бориды Me₃B₂.

Техническими условиями предусмотрено три модификации сплава ЭП975 [10]: ЭП975 (ВДС-75) – обычной выплавки; ЭП975ИД – вакуумно-индукционной выплавки + вакуумно-дуговой переплав (в целях обеспечения высокой чистоты: без примесей, газов, неметаллических включений и минимальной ликвационной неоднородности выплавки), ЭП975П – порошковый сплав.

Сплав ЭП975ИД применяется для изготовления дисков газовых турбин двигателей с рабочей температурой до 850С. Сплав обладает удовлетворительной жаростойкостью при температурах до 950С [10]. Сплав поставляется заводом «Электросталь» по техническим условиям ТУ 14-131-780-89 «Прутки-прессизделия, полученные методом горячего прессования (выдавливания) из сплава ЭП975ИД». Химический состав приведен в таблице 1.

Таблица 1.

Химический состав сплава ЭП975ИД (% по массе)

C	Cr	W	Mo	Co	Nb	Ti	Al	Ni
0,100,16	7,59,0	9,511,0	0,81,5	14,117,0	1,02,0	2,02,7	4,65,1	Основа
Fe	Mg	Mn	Si	S	P	La	Ce	B
1,0	0,01	0,4	0,4	0,0100	0,015	0,03	0,03	0,02

Плотность сплава 8,51 г/см³. Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью во всеклиматических условиях; не склонен к коррозии под напряжением. [10]

Требования к дискам из жаропрочных никелевых сплавов. На турбинные диски действуют радиальные центробежные растягивающие усилия. В результате вращения диска они возникают непосредственно в его теле, от центробежных сил массы самого диска, а также в результате передачи усилий от массы вращающихся лопаток. Дополнительные напряжения возникают из-за колебаний температуры диска. Температурные и силовые режимы авиационных ГТД изменяются также в пределах одного полетного цикла. Температурный режим диска определяется действием охлаждающего воздуха и движущегося потока рабочих газов.

Прогресс в развитии газотурбинных авиационных двигателей определяется уровнем их рабочих параметров. Он невозможен без постоянного повышения уровня температур и нагруженности ответственных деталей турбины с одновременным повышением требований к надежности и ресурсу изделий. Выполнение этих условий определяется прежде всего, работоспособностью материала дисков и лопаток турбины высокого давления. К основным критериям работоспособности сплава такого назначения относятся характеристики жаропрочности (длительная прочность, сопротивление ползучести, длительная пластичность). В отечественной практике основной характеристикой жаропрочности считают длительную прочность, а в зарубежных – сопротивление ползучести. Эти характеристики снижаются с увеличением длительности нагружения и с повышением температуры. Длительную прочность используют в качестве расчетных параметров при проектировании двигателей при комплексном подходе, включающем обеспечение достаточной технологичности и последующее получение необходимых служебных свойств.