Введение к работе
Актуальность работы. Развитие технического прогресса в машиностроении предъявляет непрерывно-возрастающие треоования к отливкам из сложяолегированных сплавов на никелевой и железной основа.
Значительные резервы повышения их свойств имеются на пути -ти улучшения литой структуры и, в частности, морфологии, характера распределения кароадных включения.
Одним из наиболее перспективных методов воздействия.на формирование литой структуру никелевых сплавов является инскулированио в сочетания с технологиями глусохого рафинирования от неметаллических включения и вродных примесей. Однако ряд вопросов ооразова-ния. роста и раствореігая карсвдрв в никелевых сплавах исследованы недостаточно полно. В частности, отсутствует ряд термодинамических данных о влиянии легирующих элементов и модификаторов на равновесие реакции образования кароида нисоия, используемого в качество дисперсиопноупрочняидоя фазы в никелевых жаропрочных сплавах. Весьма спорными являются имеющиеся' представления о поведения тугоплавких частиц в металлических расплавах.
Вместе с тем понимание процессов, протекающие в' гадких и кристаллизующихся сплавах, содергащк кароидные частицы неооходима для разработки и внедрения в производство эффективных технологи! управления структурой и свойствами отливок.
Актуальность раооты подтветадвна тем, что исследования проводили в рачках программы "Перспективные гатериалн". Постановлений ГКНТ n 450 от 02.04.91 г., а также в соответствии с рекенгем Госкомисии N 323 от 05.10.85 г.
_ 4 -
Цель работы.Повышение служебных свойств отливок из жаропрочных сплавов и сталей за счет улучшения морфологии карбидных включений и глубокого рафинирования от кислорода и серы-
Развитие методов управления формированием включений карбидной фазы с использованием микролегирования, инокулирования и глубокого рафинирования сложнолегированных жаропрочных сплавов и разработка на отой основе состава и технологии приготовления нового сплава с повышенной прочностью и коррозионной стойкостью в интервале темпе- ' ратур от -253 до -t-450C. *
Научная новизна.Выявлен механизм воздействия легирующих элементов и модификаторов на условия формирования и морфологию карби-
i дных включений типа *с в сплавах на основе никеля.
Показано, что воздействие элементов на температуру выделения карбидов определяется двумя факторами: изменением активности углерода в расплаве и способностью формировать фазы внедрения сложного состава.
Экспериментально установлено.что легирующие элементы, изменяющие состав карбидов в сплавах повышают температуру выделения последних из расплава. :
Получен ряд новых термодинамических данных для расчета равновесия реакции образования карбида ниобия в сложнолегированных никелевых сплавах.
Показано.что иттрий в никелевых сплавах наряду с оксидными и оксисульфидными включениями модифицирует карбида.
Выявлен механизм растворенья карбидов ниобия ь яжалевых сплавах. Растворению карбидов предшествует распад их на отдельные фрагменты размером- от I до .3 икм, которые в течение длительного времени могут находиться в расплаве.
Практическая значимость. Разработан подход к выбору микролеги-
.-5-рующих дооавок. улучшающих морфологию карбидных включений.
Предложены ивокуляторы,содержащие самораспадающиеся карбиды ниооия.для повышения служеоных свойств никелевых жаропрочных сплавов.
Усовершенствованная технология модифицирования иттрием слож-нолегироваяных сплавов на основе железа и никеля,позволила в 1,5-2 раза повисить пластические характеристики жаропрочных сплавов в широком диапазоне температур и стабилизировать длительную проч- . ность сплава ЛЖ-ІИ на уровне более чем в восемь раз выше требования ТУ.
Внедрена в производство новая высокопрочная коррозионностой-кая сталь для получения отливок осоОо ответственного назначения. работающих в диапазоне температур от -253 до 450С.
Экономический эффект от внедрения разработок в-ценах 1990 года составил более 800 тысяч рублей.
Новизна технического решения подтверждена авторским свидетельством № 905316.
Реализация результатов работы в промышленности. Предложенная технология модифицирования прошла опытно-промышленное опробование в условиях предприятий ВНИИСталь. НПО "ЭНЕРГИЯ", НП0"К0Ш103ИТ". КБХА г.Воронеж. Из разработанной стали в настоящее время освоены более 38 наименований отливок.
' Апробация работы. Результаты и основные положения диссертации доложены на:
- Отраслевом научно-техническом семинаре "Повышение стабильности служебных свойств отливок из высокопрочных коррозионостойких . сталей и сплавов", Калининград М.О.,1987 г.
- Отраслевом научно-техническом семинаре по обмену опытом, Воронеж, 1988 г.
- Научно-техническом семинаре "Пути,повышения пластических свойств отливок из никелевых жаропрочных сплавов". Химки,И.О. 1988 г.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Основное содержание диссертации изложено на 120 страницах машинописного текста, включает 18 таблиц, 32 рисунка. Список литературы включает III наименований источников .Приложение содержит 2 стра- ницы машинописного текста.