Preview

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЖАРОПРОЧНОГО СПЛАВА НА ОСНОВЕ Ni-Cr С КОМПОЗИЦИОННЫМ ПОКРЫТИЕМ

Полный текст:

Аннотация

В статье описан способ изготовления образцов жаропрочного сплава на никелевой основе с последующим нанесением композиционного покрытия на основе (Cr-Al-Co-редкоземельная группа), полученного плазменным методом. Получены модельные жаропрочные сплавы на основе Ni-Cr (20Х23Н18) с заданной структурой. Изготовление опытных отливок 20Х23Н18 включало следующие операции: нагрев мерной шихтовой заготовки готового сплава; нагрев до температуры 1600 °С и расплавление металла в вакууме 10−2–10−4 Па.; заливка образца в форму при температуре металла 1480–1530 °С, температура формы при этом составляла 950-1000°С. Произведены расчеты и математическая модель процесса формирования слитка, отражающая последовательности кристаллизации и непрерывность питания объема по высоте, температурное поле составной оболочки. Разработанная математическая модель показала, что в процессе производства слитков заливка расплава должна производиться при постоянном его уровне в воронке. Поэтому заполнение металлом изложницы рассматривалось как истечение жидкости из одного сосуда в другой с постоянным и переменным уровнем. Время заполнения изложницы определено как величина расхода при течении расплава через керамику литейного припаса. Предложена ионно-плазменная технология двухслойного покрытия с внутренним металлическим и внешним керамическим слоями на подготовленной поверхности матрицы жаропрочного сплава 20Х23Н18: Cr/Al/Co (поочередное нанесение слоев) + ZrO2-Y2O3. Общая толщина двухслойного теплозащитного покрытия составила 180–190 мкм. Общая толщина внутреннего слоя (Cr/Al/Co) – 60–65 мкм с содержанием Al – 30–35% масс., Cr – 40–44% масс., Cо – 30–34% масс. Толщина внешнего керамического покрытия составила (ZrO2-Y2O3)120-130 мкм, концентрация оксида иттрия и оксида циркония в жаростойком слое составила соответственно 40-43% масс., 60-63% масс. Нанесение покрытий осуществляли на ионно-плазменной установке, представляющей собой вакуумную камеру с двумя магнетронными распылительными системами несбалансированного типа и ионный источник с замкнутым дрейфом электронов.

Об авторах

М. К. Скаков
Восточно-Казахстанский университет им. С. Аманжолова
Казахстан

Усть-Каменогорск



Аc. М. Жилкашинова
Национальный ядерный центр Республики Казахстан
Казахстан

Курчатов



А. В. Градобоев
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия

Томск



Ал. М. Жилкашинова
Национальный ядерный центр Республики Казахстан
Казахстан

Курчатов



М. Б. Абилев
Национальный ядерный центр Республики Казахстан
Казахстан

Курчатов



Список литературы

1. Хапонен Н.А., Лисянский А.С. Живучесть турбин вблизи и за пределом паркового ресурса // Безопасность труда в промышленности. – 2004. – №7. – С.16.

2. Гладштейн В.И. Влияние времени наработки до 350 тыс. часов на служебные характеристики и структуру литых корпусных деталей паровых турбин и арматуры // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2007. - № 2. – С.21-23.

3. Дашунин Н.В., Манилова Е.П., Быбников А.И. Фазово-структурные превращения в 12%-ной хромистой стали ЭП 428 во время длительной эксплуатации рабочих лопаток // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2007. - №1. – С.23-29.

4. Смирнов Б.М. Кластеры с плотной упаковкой // УФН. – 2002. - Т. 162, № 1. - С.119.

5. Garvin R. The commercial emergence of GE Aircraft Engines. – AIAA, 2009, р.134.

6. Langer J.S., Lemaitre A. Dinamic model of super-arrhenius relaxation in glassy materials // Phys. Rev. Lett. – 2005. – Vol. 94. – 175701.

7. Gleiter H. Nanocrystalline materials: Basic concepts and microstructure // ActaMaterialia. – 2010. – Vol. 48 (1) - P. 12-17.

8. Ino S. Stability of multiply-twinned particles // J. Phys. Soc. Japan. – 1969. – Vol.27(4). – P. 941.

9. Бульёнков Н.А., Тытик Д.Л. Модульный дизайн икосаэдрических металлических кластеров // Известия АН. – 2011. - № 1. – С.14-18.

10. Абдуллин И. Ш., Миронов М. М., Гребенщикова М. М. и др. Патент RU 2423547 C2. 10.07.2011;

11. Петров, Л.М. Многослойные ионно-плазменные покрытия в тяжелонагруженных узлах трения / Л.М. Петров, А.П. Сычев, П.Г. Иваночкин, Ю.В. Жукова // Новые материалы и технологии в машиностроении. – 2008. – № 8. – С. 65–68.

12. Кривобоков, В.П. Плазменные покрытия (методы и оборудование) / В.П. Кривобоков, Н.С. Сочугов, А.А. Соловьёв. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 104 с.;

13. Чуркин Б. С. Теория литейных процессов: учебник / Б. С. Чуркин, под ред. Э. Б. Гофмана. – Екатеринбург: РГППУ, 2006. – 453 с.;

14. Зборщик А. М. Специальные виды литья: конспект лекций / А. М. Зборщик. – Донецк: ГВУЗ «ДонНТУ», 2007. – 158 с.


Для цитирования:


Скаков М.К., Жилкашинова А.М., Градобоев А.В., Жилкашинова А.М., Абилев М.Б. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЖАРОПРОЧНОГО СПЛАВА НА ОСНОВЕ Ni-Cr С КОМПОЗИЦИОННЫМ ПОКРЫТИЕМ. Вестник НЯЦ РК. 2020;(4):35-41.

For citation:


Skakov M.K., Zhilkashinov A.M., Gradoboyev A.V., Zhilkashinov A.M., Abilev M.B. DEVELOPMENT AND STUDY OF TECHNOLOGY FOR OBTAINING A HEAT-RESISTANT Ni-Cr ALLOY WITH A COMPOSITE COATING. NNC RK Bulletin. 2020;(4):35-41. (In Russ.)

Просмотров: 9


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1729-7516 (Print)
ISSN 1729-7885 (Online)