- Артикул:00-01040512
- Автор: Логунов А.В.
- ISBN: 5-225-04541-3
- Тираж: 500 экз.
- Обложка: Твердый переплет
- Издательство: Издательский дом "Газотурбинные технологии" (все книги издательства)
- Город: Рыбинск
- Страниц: 854
- Формат: 70x100 1/16
- Год: 2017
- Вес: 2278 г
Развернуть ▼
В книге рассмотрены вопросы металловедения современных никелевых жаропрочных сплавов, применяемых для наиболее ответственных узлов газотурбинных двигателей и установок в авиации, судостроении, ракетно-космической технике и энергетике.
Представлены результаты изучения влияния легирующих элементов и различных эксплуатационных факторов на структурную стабильность и эксплуатационные свойства этой группы материалов.
На основании анализа выполненных исследований развиты теоретические основы легирования сплавов с равноосной и направленной структурой. Обобщены и приведены пути развития высокотемпературных материалов для газотурбинных двигателей и установок, в том числе на основе интерметаллидов и керамики.
Содержание
Предисловие
Глава 1. Жаропрочные сплавы - основа наиболее напряженных узлов газотурбинных двигателей и установок
1.1. Современные авиационные двигатели и их особенности
1.2. Перспективы развития авиации, судостроения и энергетики, определяющие создание и производство новых поколений газотурбинных двигателей
1.3. Особенности газотурбинных двигателей и требования к их материальной части
1.4. Критические технологии, определяющие развитие газовых турбин и разработку эффективных жаропрочных сплавов
Литература
Глава 2. Развитие отечественного материаловедения жаропрочных никелевых сплавов и обоснование предъявляемых к ним требований
2.1. Развитие школы отечественного материаловедения жаропрочных никелевых сплавов
2.2. Обоснование требований к жаропрочным сплавам для газотурбинных двигателей
2.2.1. Камеры сгорания
2.2.2. Сопловые лопатки
2.2.3. Рабочие лопатки турбин
2.2.4. Диски ГТД
Литература
Глава 3. Механические характеристики и физические свойства жаропрочных никелевых сплавов
3.1. Прочность и пластичность
3.2. Характеристики жаропрочности сплавов
3.2.1. Ползучесть
3.2.2. Длительная прочность
3.3. Усталость и термоусталость сплавов
3.3.1. Усталость
3.3.2. Термоусталость
3.4. Жаростойкость сплавов
3.5. Физические свойства
Литература
Глава 4. Особенности структуры и фазового состава никелевых жаропрочных сплавов
4.1. Структура и фазовый состав
4.1.1. Структура никелевых жаропрочных сплавов
4.1.2. Матрица сплавов (у-фаза)
4.1.3. Упрочняющая у'-фаза
4.1.4. Карбиды и бориды
4.1.5. а-фазы
4.1.6. n, b, ТПУ и другие фазы
4.2. Распределение легирующих элементов между фазами
4.3. Тонкая структура сплавов
4.4. Поверхности раздела и легирование
Литература
Глава 5. Структурная и термическая стабильность, процессы диффузии в никелевых жаропрочных сплавах
5.1. Термодинамические факторы стабильности
5.2. Стабильность и межатомное взаимодействие
5.3. Структурные факторы стабильности
5.4. Диффузионные процессы в никелевых жаропрочных сплавах
5.5. Структурная стабильность и несоответствие параметров кристаллических решеток у- и у'-фаз
5.6. Термическая стабильность ТПУ-фаз и боридов
Литература
Глава 6. Карбидные фазы в никелевых жаропрочных сплавах
6.1. Типы карбидов
6.2. Влияние РЗМ
6.3. Температурный интервал и условия образования сложной эвтектики
6.4. Влияние состава и морфологии карбидов на механические свойства
Литература
Глава 7. Сплавы с направленной столбчатой и монокристальной структурой
7.1. Преимущества сплавов с направленной структурой
7.2. Высокоградиентная (высокоскоростная) направленная кристаллизация
7.3. Дендритная ликвация
7.4. Влияние температуры на структурные превращения в направленно закристаллизованных сплавах и особенности режимов термической обработки
7.5. Анизотропия механических свойств столбчатых кристаллов и монокристаллов
7.6. Характеристики дендритного строения и дефекты структуры жаропрочных никелевых сплавов
7.6.1. Пористость и рыхлоты
7.6.2. Поверхностные дефекты в отливках
7.6.2.1. Струйная полосчатость
1.62.2. Поверхностные карбиды
7.6.2.3. Поверхностная рекристаллизация
7.7. Высокотемпературная обработка расплава (ВТО)
7.8. Методы и установки для получения направленных структур
7.8.1. Экспериментальные установки
7.8.2. Промышленное оборудование
Литература
Глава 8. Влияние легирования на прочностные характеристики сплавов с равноосной и направленной структурой
8.1. Принципы легирования
8.2. Особенности влияния легирования на свойства направленно закристаллизованных сплавов
8.3. Специальные принципы легирования высокожаропрочных сплавов, полученных методом направленной кристаллизации
8.4. Влияние легирующих элементов на прочностные свойства сплавов с равноосной и направленной структурой
8.5. Решение проблем, связанных с разработкой Ni-суперсплавов для газотурбинных двигателей
Литература
Глава 9. Эвтектические жаропрочные сплавы
9.1. Системы эвтектических сплавов с направленной структурой
9.2. Карбидные фазы в эвтектических сплавах
9.3. Структурные изменения в матрице под воздействием температуры и напряжений
9.4. Редкоземельные элементы в эвтектических сплавах
9.5. Термическая обработка
9.6. Разрушение при высокой температуре
Литература
Глава 10. Компьютерное моделирование и оптимизация составов монокристальных жаропрочных никелевых сплавов
10.1. Методология компьютерного анализа оценки термодинамических и структурных факторов жаропрочных никелевых суперсплавов
10.1.1. Аналитические расчеты диаграмм состояния
10.1.2. Компьютерные методы оптимизации сплавов
10.1.3. Разработка компьютерного метода оптимизации состава жаропрочных сплавов (КМО ЖС)
10.1.3.1.Направления моделирования [29-34]
10.1.3.2.Распределение легирующих элементов в у и у-фазах современных высокожаропрочных никелевых сплавов
10.1.3.3. Построение регрессионных зависимостей «состав=свойства
10.1.3.4.Корректировка метода New Phacomp
10.1.3.5.Оценка стабильности у-фазы
10.1.3.6.Критерии стабильности у-фазы
10.1.3.7. Факторы, определяющие стойкость никелевых сплавов к сульфидной коррозии
10.1.3.8.Разработка программных средств для аналитической оценки связи состава со структурными, термодинамическими, физико-химическими и прочностными параметрами никелевых жаропрочных сплавов
10.1.4. Повышение точности моделей при конфлюэнтном анализе
10.1.5. Создание программных средств для обеспечения автоматизированной разработки новых сплавов
10.1.5.1. Анализ современных методов оптимизации сложных технических систем применительно к задачам поиска оптимального состава жаропрочных никелевых сплавов
10.1.5.2. Анализ современных методов решения задач параметрической оптимизации
10.1.5.3.Технология моделирования
10.1.5.4. Математическая модель (ММ) для расчета характеристик жаропрочных никелевых сплавов
10.1.5.5. Точность аппроксимации и предсказания
10.1.5.6. Результаты исследования по выбору наилучшей функции аппроксимации
10.2. Развитие фундаментальных основ легирования и разработка нового поколения жаропрочных никелевых сплавов
10.2.1. Теоретический анализ системы легирования
10.2.2. Методика расчета энергии когезии сплавов
10.3. Создание экономнолегированных супержаропрочных сплавов с монокристаллической структурой СЛЖС-1 и СЛЖС-3
10.4. Разработка экономнолегированного жаропрочного никелевого сплава СЛЖС32БР с монокристаллической структурой
10.5. Составы и свойства литейных никелевых жаропрочных сплавов
Литература
Глава 11. Сплавы для ГТУ
11.1. Условия эксплуатации сплавов в промышленных и морских ГТУ
11.2. Влияние легирующих элементов на коррозионную стойкость никелевых сплавов
11.3. Зарубежные сплавы для ГТУ
11.3.1. Разработки США
11.3.2. Европейские исследования монокристаллических никелевых суперсплавов для промышленных ГТУ
11.3.3. Работы Японии
11.4. Отечественные сплавы для ГТУ
11.4.1. Разработка и исследование нового жаропрочного никелевого сплава СЛЖС-5, стойкого к воздействию высокотемпературной сульфидной коррозии
11.5. Составы и свойства никелевых жаропрочных сплавов для ГТУ
11.6. Перспективы развития ГТУ в России
Литература
Глава 12. Жаропрочные сплавы для дисков газовых турбин
12.1. Составы и свойства дисковых жаропрочных сплавов
12.2. Технологии получения дисков турбин из никелевых суперсплавов
12.2.1. Технология обработки заготовок дисков
12.2.1.1. Деформирование и термическая обработка дисковых сплавов
12.2.1.2. Общие технологические принципы обработки заготовок и получения дисков с требуемыми свойствами
12.2.2. Методы получения однородных по размеру зеренных структур
12.3. Перспективные технологии производства дисков
12.3.1. Технологии получения дисков с переменным составом и градиентной зеренной структурой
12.3.2. Составные, сварные диски и диски с лопатками
12.3.2.1.Получение дисков с лопатками
12.3.2.2. Создание цельносварных роторов газотурбинных двигателей
12.4. Производство заготовок из дисковых жаропрочных никелевых сплавов
12.4.1. Технология «литье + деформация»
12.4.2. Технология «литые (гранульные) заготовки + изотермическая деформация»
12.4.3. Производство заготовок дисков из гранулированных сплавов
12.5. Нереализованные идеи
Литература
Глава 13. Некоторые вопросы металлургии жаропрочных никелевых сплавов
13.1. Требования к качеству сплавов
13.1.1. Содержание газов
13.1.2. Другие примеси
13.2. Вакуумно-индукционная плавка (ВИП)
13.3. Вакуумно-дуговой переплав (ВДП)
13.4. Электрошлаковый переплав (ЭШП)
13.5. Электроннолучевая технология плавки
13.6. Комбинированные методы выплавки
13.7. Использование отходов
Литература
Глава 14. Полифункциональные защитные покрытия никелевых жаропрочных сплавов
14.1. Проблемы эксплуатации защитных покрытий и направления работ по повышению их ресурса
14.2. Высокотемпературные диффузионные процессы в сплавах и покрытиях. Определение коэффициентов диффузии легирующих элементов
14.3. Создание технологии нанесения полифункциональных многослойных защитных покрытий на лопатки ГТД
14.4. Создание барьерного слоя и жаростойкого покрытия
Апробация результатов моделирования
Литература
Глава 15. Газостатическое уплотнение (ГИП) при производстве деталей из жаропрочных сплавов
15.1. Назначение и устройство газостатов
15.2. Эффективность применения ГИП в промышленном производстве
15.3. ГИП в процессе производства и эксплуатации лопаток ГТД из жаропрочных никелевых сплавов
15.3.1. Газостатическое уплотнение литых лопаток с равноосной структурой
15.3.2. ГИП монокристаллических лопаток
15.3.3. ГИП для восстановления структуры и увеличения ресурса отработавших лопаток
15.3.4. ГИП покрытий на лопатках
15.4. Этюд о будущем
Литература
Глава 16. Основные направления разработки и применения интерметаллидных сплавов на основе Ti, Ni, Nb в новом поколении силовых установок
16.1. Состояние разработок и исследований в области сплавов на основе интерметаллидов титана
16.1.1. Современные достижения при разработке интерметаллидов титана. Основные этапы развития
16.1.2. Опробование и применение интерметаллидных титановых сплавов в конкретных объектах и новых разработках
16.1.3. Особенности промышленных технологий получения деталей из интерметаллидов титана
16.2. Разработка и применение интерметаллидных сплавов на основе никеля
16.2.1. Разработка и технологическое опробование интерметаллидных B NiAl сплавов
16.2.2. Разработка и опробование сплавов NiА1-Сг-Та
16.2.3. Разработка и технологическое опробование NiАl-Сг иNiАl-Сг-Мо - эвтектических сплавов
16.3. Достижения в области разработки и опробования сплавов и композитов на основе силицидов Nb
16.3.1. Свойства и технология сплавов и КМ на основе силицидов Nb
16.3.2. Программы и результаты опробования
16.3.3. Перспективные технологии формирования стенки полой лопатки из интерметаллидных сплавов
16.3.4. Повышение окислительной стойкости Nb-81 фазовых композитов
16.4. Исследования и разработки сплавов на основе ИЪ-алюминидов
Литература
Глава 17. Заключение
17.1. Дальнейшее развитие жаропрочных материалов
17.2. Развитие технологий керамических и керамических композиционных материалов
Литература
Рекомендуем
