автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Влияние температурно-временных параметров плавки и термической обработки на качество монокристаллических лопаток из жаропрочных никелевых сплавов

На правах рукописи

ДЕНИСОВ АНАТОЛИЙ ЯКОВЛЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНО-ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЛАВКИ И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА КАЧЕСТВО МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЛОПАТОК ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ

Специальность: 05.02.01.- Материаловедение в машиностроении 05.16.04 -Литейное производство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Диссертационная работа выполнена в Московском государственном индустриальном университете (ГОУ МГИУ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Романов Л.М.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор

Шляпин А.Д. Батышев А.И.

Ведущая организация: ОАО Уфимские моторостроительные

производственные объединения

Защита состоится " 28 " июня 2005 года, в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.129.01 по адресу: 115280, г. Москва, ул. Автозаводская, дом 16. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного индустриального университета. Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим выслать по указанному адресу.

Автореферат разослан "_ 2005 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Повышение эффективности и надежности работы газотурбинных применяемых в теплоэнергетике и авиационно-космической технике во многом определяется достигнутым уровнем служебных характеристик литых изделий из никелевых жаропрочных сплавов.

Поэтому особый интерес представляет освоение производства монокристаллических лопаток для турбин высокого давления (ТВД) авиационных двигателей пятого и четвертого поколения из отечественных дисперсионно-упрочненных сплавов ЖС 32 и ЖС 36.

Реализация высокого уровня свойств и выхода годных лопаток требует решения комплекса задач практического и теоретического плана, связанного с выплавкой и формированием требуемой структуры в литом и термообра-ботанном состоянии. Существенные резервы управления структурой и служебными свойствами отливок открывает использование активных методов воздействия на состояние металлических расплавов, среди которых важное место занимает высоко температурная обработка расплавов ВТОР. Однако вопросы, касающиеся механизма ее действия на характеристики направленной и монокристаллической структуры: развитие ликвации, образование дефектов малых и болынеугловых границ при изменении параметров высокоскоростной направленной кристаллизации, сохранение положительных изменений в структуре лопаток после термической обработки, а также вопросы устойчивости структуры изделий в процессе длительной эксплуатации изучены недостаточно полно.

Актуальность работы подтверждается тем, что основной объем ее выполнен в рамках заданий научно-технических программах по перспективным материалам, единого заказа и грантов по фундаментальным исследованиям Министерства образования РФ.

Цель работы. Развитие научных представлений о механизме воздействия ВТОР на структуру никелевых жаропрочных сплавов в литом и термо-обработанном состояниях, разработка на этой основе эффективной

технологии производства монокристаллических лопаток турбин высокого давления с повышенным уровнем служебных характеристик.

Для реализации поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:

определение оптимальных температурно-временных параметров проведения ВТОР сплавов ЖС32 и ЖС36;

исследование характеристик структуры лопаток из сплавов ЖС32, ЖС36 в литом и термообработанном состояниях, подвергнуты воздействию ВТОР;

определение оптимальных параметров направленной высокоскоростной кристаллизации и термической обработки, разработка на этой основе технологий производства лопаток ТВД.

Научная новизна. Исследовано влияние термо-временных параметров плавки и термической обработки на структуру и служебные свойства монокристаллических лопаток из сплавов ЖС32 и ЖС36. Установлено, что проведение ВТОР при 1720- 1780 °С вызывает комплекс положительных изменений, связанных с существенным уменьшением ростовых дефектов в монокристаллах и повышением химической однородности отливок.

Показано, что перегревы способствуют формированию в металлическом расплаве жидких оксидных включений, которые абсорбируют из расплава целый ряд вредных примесей. Это приводит к очистке межфазных границ и, как следствие, заметному ускорению высокотемпературной гомогенизации при термообработке никелевых жаропрочных сплавов, более полному выделению частиц дисперсионно-упрочняющей / фазы.

Получены количественные зависимости параметров дендритной структуры сплавов ЖС32 и ЖС36 от скорости кристаллизации и температуры проведения ВТОР.

Выявлен характер выделения и трансформации •/ -фазы в сплаве ЖС36 в зависимости от температуры, установлена область ее полного растворения. Термическая обработка сплава подвергнутого ВТОР, практически,

полностью обеспечивает растворение выделений неравновесной эвтектики у -/, увеличивает объемную долю мелкодисперсных частиц / -фазы на 5-8%, что положительно отражается на служебных характеристиках сплава.

Высоко температурная выдержка, усиливает склонность сплавов к переохлаждению, что уменьшает вероятность отклонения роста кристаллов от направления роста [001] из-за случайных флуктуаций температурного поля на фронте кристаллизации, препятствует зарождению паразитных кристаллов, и создает, таким образом, условия для получения лопаток с совершенной монокристаллической структурой при высокоскоростной направленной кристаллизации (до 5 °С /мин. для сплава ЖС36 и до 10 °С /мин. для сплава ЖС32).

Установлено, что максимальное значение переохлаждения Д Т^ для никелевых сплавов содержащих углерод ограничено температурой начала выделения карбидов типа МС из кристаллизующегося расплава. При этом величину Д Ттах можно определить на основе термодинамических расчетов. Склонность к переохлаждению у жаропрочного сплава ЖС36 с интерметал-лидным упрочнением выражена более ярко.

Практическая значимость.

Определены температурные и временные параметры подготовки никелевых жаропрочных сплавов ЖС32 и ЖС36 к заливке, обеспечивающие повышение жаропрочности монокристаллических лопаток в 1,1-1,3 раза.

Предложены новые режимы термической обработки монокристаллических лопаток для ТВД из никелевых жаропрочных сплавов, позволяющие существенно сократить продолжительность ступени высокотемпературной гомогенизации, снизить потери дорогостоящих сплавов из-за поверхностного окисления.

Разработаны технологии производства лопаток с направленной и монокристаллической структурой для турбин высокого давления авиационных двигателей и газоперекачивающих станций с использованием ВТОР из сплавов ЖС32 и ЖС36. Они обеспечили повышение выхода годных лопаток

из сплава ЖС32 до 60%, и довести выход годных изделий по структуре монокристаллических лопаток ТВД из сплава ЖС36 до 90%.

Новизна и современный уровень технических разработок подтвержден рядом авторскими свидетельств.

Результаты работы опробованы и внедрены на ОАО "Сатурн".

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ, получено 9 авторских свидетельств на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, библиографического списка из 95 наименований, приложения и содержит 126 страниц машинописного текста, 37 иллюстраций, 17 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована актуальность выбранной темы диссертационной работы, определены цель и задачи исследования, отражена научная новизна и практическая значимость полученных результатов, описана структура диссертации.

В первой главе представлен аналитический обзор научных работ по теории легирования никелевых жаропрочных сплавов и проблеме формирования структуры необходимой для длительной, надежной эксплуатации изделий, при повышенных температурах. Показано, что основные резервы имеются на пути совершенствования методов управления кристаллическим строением изделий, существенное влияние на которое оказывают подготовка металлических расплавов к заливке, технологические параметры направленной кристаллизации и термическая обработка. В числе наиболее перспективных технологий, дающих важные практические результаты, выделена высокотемпературная обработка расплавов, однако ее развитие требует решения ряда принципиальных вопросов, касающихся глубокого понимания процессов, протекающих в жидких и кристаллизующихся металлических расплавах, а также вызываемых ВТОР изменений в структуре отливок. Сформулированы задача исследования и намечены пути ее решения.

Вторая глава. В ней дана характеристика основных объектов исследования (сплавы ЖС32 и ЖС36), описаны использованные экспериментальные методики определения физико-механических свойств, параметров кристаллизации сплавов, проведения структурного, фазового и химического анализа.

Лопатки и образцы с направленной и монокристаллической структурой из сплавов ЖС32 и ЖС36 получали в печи направленной кристаллизации УВНК-8П из шихтовых заготовок производства Ступинского металлургического комбината. Выращивание монокристаллов осуществляли с использованием затравки ориентированной в направлении [001]. Термическую обработку проводили в лабораторных печах типа СНВ. Параметры кристаллизации и условия выделения вторичной у'фазы исследовали на установках дифференциального термического ВДТА-8МЗ и типа «Seteram».

Структуру сплавов анализировали на микроскопах «Neophot-ЗО», ЭПИТИП и JSM-840 с рентгеноспектральной приставкой. Рентгеновские исследования проводили на дифрактометре «Дрон-3», а тонкую структуру изучали на электронном микроскопе ГСМ-200 СХ. Состав сплавов и их структурных составляющих определяли с помощью методов рентгеноспектрально-го и химического анализа. Содержание кислорода, азота определяли на Остановках фирм «Strolein» и «Ьесо». Схема отбора образцов показана на рис.1.

Испытания сплавов на кратковременную и длительную прочность проводили в соответствии с ГОСТ1497-84, ГОСТ 9651-84.

В третьей главе приведены результаты лабораторных и промышленных экспериментов по изучению воздействия режимов ВТОР и параметры кристаллизации на строение монокристаллических отливок из сплавов ЖС32 и ЖС36. Работоспособность лопаток 1-й ступени ТВД зависит от совершенства литой структуры оцениваемой, прежде всего, по наличию дефектов малых и больших угловых границ. Их возникновение обусловлено рядом факторов, влияющих на строение фронта кристаллизации, ориентацию роста ячеистых дендритов и условия зарождения твердой фазы.

лопатки, закристаллизованные с пера

лопатки, закристаллизованные с замковой части

Рис.1. Схема резки образцов

Результаты дифференциального термического анализа образцов сплавов с использованием различных режимов ВТОР показали, что с повышением 1емпературы перегрева и времени выдержки прослеживается общая тенденция усиления переохлаждений при кристаллизации.

Безуглеродистый сплав ЖС36 начинает заметно переохлаждаться (более, чем на 20 °С) уже при нагреве до 1500 °С (рис.2 ). Максимальные переохлаждения (около 100 °С) фиксируются в интервале температур проведения ВТОР от 1600 до 1780 °С. Дальнейшее повышение температуры обработки вызывает снижение и стабилизацию ДТ на уровне 50-70 "С, что, по-видимому, связано с протеканием тигельной реакции.

Статистическая обработка данных позволила получить уравнения регрессии, связывающие AT с температурой ВТОР.

AT = -0,8030т1 + 9,769Т2 - 20,498Т +32,41; R2 = 0,91

Температура ВТОР, °С

Рис. 2. Влияние температуры проведения ВТОР на переохлаждение сплава ЖС36

Сплав ЖС32, содержащий в структуре карбид типа МС начинает заметно переохлаждаться при перегревах выше 1580-1600 "С. Максимальные переохлаждения ДТ составляют 40-50 °С и достигаются при температурах проведения ВТОР 1720-1760°С, после чего их уровень стабилизируется.

Известно, что карбиды являются центрами, на которых зарождаются кристаллы твердого раствора на основе никеля. По данным МРСА карбидная фаза, являющаяся твердым раствором вычитания характеризуется следующей химической формулой: (Та о.зб0 5б МЬо,зб-о,5 XV о,о8-о,оо)С. Температуру выделения комплексного карбида на основе ниобия и тантала из переохлажденного сплава можно определить, используя известные термодинамические данные для реакции образования N1X11 с учетом того, что активность его в фазе внедрения равна мольной доли и составляет 0,4-0,5.

М>СТВ = Ь\Ь] + [С]-, Г™*г1ЫЛ76]*-[С]- Г^ьс = -5980/Г + 3,58 где ^ь, Гс - коэффициенты активности ниобия и углерода; ^ьс - мольная доля Г>}ЬС в карбиде.

Выполненные расчеты полностью подтвердили высказанное предположение Подобную ситуацию промоделировали также на сплаве ЖС36, для чего в него ввели 0,14% С , вызвав протекание реакции карбида титана.

Температура начала протекания карбидной реакции может заметно меняться в зависимости от содержания углерода, основных легирующих элементов. При содержании углерода в сплаве ЖС32 на верхнем уровне температура выделение карбида из расплава повышается. В соответствии с этим А Ттах уменьшается до 9 "С. С понижением концентрации углерода требуются большие переохлаждения для начала реакции.

Можно утверждать, что в сплавах содержащих углерод развитие переохлаждений ограничивается естественным образом, если температура реакции начала образования карбидов не ниже температуры солидуса сплава. Предвидеть это и определить оптимальное содержание легирующих элементов в сплаве позволяют термодинамические расчеты.

Наиболее существенно переохлаждения сплава ЖС36 зависят от температуры и в меньшей степени от продолжительности проведения ВТОР. Для сплава ЖС32 влияние времени обработки на гомогенизацию расплава более заметно, поскольку трансформации и диссоциации значительной части оксидных включений предшествует растворение карбидов

Можно полагать, что в процессе ВТОР происходит не только ускоренная гомогенизация расплава, но и исчезновение активных центров зароды-шеобразования в результате образования аморфных оксидных фаз сложного состава. Сопоставление результаты газового анализа и ДТА позволили выявить тесную взаимосвязь величин переохлаждений образцов сплава с содержанием в них кислорода. Наибольшие величины ДТ зафиксированы у образцов, содержащих менее 0,002% О.

Исходя из полученных данных, можно полагать, что для безуглеродистых жаропрочных сплавов, в том числе для сплава ЖС36, процесс высокотемпературной гомогенизации можно осуществлять за более короткий промежуток времени и при меньших перегревах, если обеспечить высокую

чистоту сплава.

Анализ монокристаллических лопаток и образцов показал, что явных изменений дендритной структуры и морфологии отдельных ее составляющих под влиянием ВТОР не происходит. Размеры дендритной ячейки и расстояние между осями дендритов 2-го порядка d по длине лопаток и в поперечном сечении образцов меняются в зависимости от скорости фактической кристаллизации R по степенной зависимости d0,3 *R=const.

Отклонения осей дендритов от направления роста [001] не превышают 3-5°. Дефекты типа больших угловых границ в образцах и лопатках полностью отсутствуют.

В микроструктуре литых сплавов присутствуют включения эвтектической белой у-у фазы, а в сплаве ЖС-32 присутствуют также включения эвтектических карбидов МС.

Субструктура сплавов представлена включениями у -фазы кубоидной формы с размерами отдельных включений 3-5 мкм В местах выделения ин-терметаллидной эвтектики форма частиц заметно искажена. Это связано с неравновесной природой ее возникновения. В процессе нагрева кубическая форма включений сохраняется до температуры 1200 °С. Нагрев до более высоких температур вызывает интенсивное растворение у-фазы, при этом форма частиц приближается к сферической. В образцах подвергнутых ВТОР обнаружено повышенное содержание у "фазы, в т.ч. эвтектического происхождения.

На рис.3 показано изменение общего количества у фазы от рабочей температуры сплава ЖС36. Как видно из рисунка повышенное количество у'-фазы 5-8% в наблюдается в диапазоне рабочих температур 900- 1000. °С. Полное растворение у -фазы, эвтектического происхождения и выделившейся при старении сплава ЖС36 происходит при температурах выше 1290 °С .

Наблюдаемое увеличение количества у-фазы в образцах после ВТОР обусловлено отличием кинетики кристаллизации, подвергнутых ВТОР и

il

изменением коэффициентов ликвации элементов (табл. 1) Как счедуст из таблицы, происходит сближение составов осей и междендритных участков по наиболее сильно ликвирующим элементам. При этом общий уровень лик-ваиионной неоднородности снижается. Об этом свидетельствуют также результаты электроннографических исследований В отливках, полученных с использованием ВТОР, значительно уменьшается разнодисперсность частиц у'фазы в осях дендритов и в межосных участках.

1050 1150

Температура, град. С

1350

Рис 3 Изменение количества упрочняющей фазы в структуре сплава ЖС36 в зависимости от температуры.

Поскольку проведение ВТОР способствует более интенсивному и полному выделению у1 фазы, и устранению химической неоднородности отливок, что создает предпосылки для сокращения продолжительности их термообработки. Дополнительный прирост физико-механических характеристик должно обеспечивать полное растворение неравновесной звтектики выше 1300 °С с последующим выделением при старении у фазы.

1. Распределение легирующих элементов (% мае.) между структурными составляющими в сплаве ЖС36

А1 Т1 Сг Мо N1 Со №> Ие Примечание

4,7 0,6 3,3 0,8 16,6 60,8 9,7 0,5 3,0 Оси, без ВТОР

6,4 1,7 3,6 1,0 8,0 67,0 8,7 1,9 3,0 Межосные участки

1,4 2,8 1,1 1,3 -2,1 1Д -1,1 3,8 -2,5 Коэфф. ликвации

7,7 2,5 1,9 0,5 5,0 71,2 7,2 2,3 0,5 Белая фаза

4,8 0,7 2,9 0,7 16,7 60,8 9,5 0,4 3,1 Оси, ВТОР 1760 °С

6,6 1,6 3,2 1,0 8,8 66,8 8,7 1,3 1,3 Межосные участки

1,4 2,3 1,1 1,4 -1,9 1,1 -1Д 3,3 -2,4 Коэфф. ликвации

7,7 2,4 2,0 0,5 5,8 70,6 7,3 1,8 0,6 Белая фаза, ВТОР

Аналогичные изменения характера ликвации легирующих элементов и увеличения объемной доли у' фазы установлены на образцах сплава ЖС32 прошедших ВТОР.

Четвертая глава посвящена выбору оптимальных скоростей кристаллизации сплавов и режимов термической обработки изделий, полученных с использованием ВТОР. Скорость кристаллизации сплавов ЖС32 и ЖС36 варьировали в пределах от 3 до 50 мм/мин.

Повышение скорости кристаллизации при выращивании монокристальных лопаток из никелевых жаропрочных сплавов представляется интересным с позиций: уменьшения химической неоднородности отливок, а также повышение производительности. Известно, что коэффициент распределения примеси между твердой и жидкой фазой с увеличением интенсивности движения флюида приближается к 1. Это означает, что ликвационная неоднородность должна существенно уменьшаться с ростом скорости кристаллизации Я.

Однако возникающее при этом ускоренное движение расплава наряду со значительными переохлаждениями, создают предпосылки для развития паразитных кристаллов и возникновения дефекта больших угловых границ.

Кроме того, при ускоренном перемещении затвердевающей отливки начинает сказываться термическое сопротивление формы, приводящее к отклонению градиентов температуры от оси монокристалла.

Исследование структуры монокристальных лопаток из никелевых жаропрочных сплавов ЖГ-32 и ЖС36, полученных при различных скоростях выращивания показало следующее Получение лопаток без дефектов ростовой структуры из сплава ЖС32 можно реализовать при значениях Я< 10 мм/мин Предельная скорость формирования монокристаллической структуры у лопаток из сплава ЖС36, более склонного к развитию переохлаждений, ограничена 5 мм/мин.

Проведение ВТОР по оптимальному режиму способствует более полному выделению у', однако устранить полностью химическую и структурную неоднородность литой структуры при этом не удается.

По этой причине исследовали влияние различных режимов термической обработки на структуру и жаропрочность образцов сплава ЖС36 монокристаллов [001], прошедших ВТОР.

Следует отметить, что паспортные режимы отрабатывались на образцах без учета вакуумного растрава. Вместе с тем, его уменьшение при производстве изделий является крайне актуальным. По этому желательно было бы сократить время термообработки в вакууме.

В связи с этим на сплаве ЖС36, наряду с паспортным режимом, было проверено еще четыре режима термообработки.

Отметим, что паспортный режим: 1320 °С-5час.+1030 °С-4 час., 870 °С-32 час., охлаждение на воздухе предполагает, переход от одной ступени термообработки к последующей со скоростью V =300 °С/мин. Для этого через вакуумную печь необходимо пропускать аргон, что связано с дополнительными затратами. Скорость охлаждения в вакуумной печи НПО Сатурн составляет около 60-80 "С/мин, что вызвало необходимость подбора режимов термической обработки.

Наряду с паспортным были опробованы 3 дополнительных режима

термообработки:

режим 1: 1320°С-35 мин., 1030°С-4час., 870°С-32час„ У=300°С/мин ; режим 2: 1320°С-35 мин.,.1030°С-4час , 870 °С - 32час.,У=80°С/мин ; режим 3- 1290 °С-1 час , 1030°С -4час„ 870°С-32 час., У=80°С/мин ; режим 4: 1050°С-4ч„ 870°С -32 час., 760-1 час ,У=80°С/мин

Из рис. 3 следует, что при температурах 1290 - 1320 °С в течение 35 минут происходит практически полное растворение у'фазы эвтектического происхождения. Однако ликвационная неоднородность полностью не устраняется, о чем свидетельствует разнодисперсность частиц у'фазы в осях денд-ритов и междендритных участках. Нагрев сплава до 1290 °С в течение часа приводит к растворению у' эвтектической и существенно выравнивает размер и морфологию упрочняющий частиц у' фазы. В случае устранения высокотемпературной гомогенизации многоступенчатая термообработка сплава приводит к его достраиванию, совершенствует морфологию у' фазы, однако не устраняет полностью ликвационную неоднородность и оставляет непас-творенными выделения интерметаллидной эвтектики. В таблице 2 представлены паспортные данные сплава ЖС36 и результаты испытаний образцов сплава прошедшего ВТОР на жаропрочность, обработанных по 4-м опробованным режимам термической обработки. Заметное снижение жаропрочности наблюдается в случае отсутствия высокотемпературной гомогенизации и наличии в структуре нерастворенных выделений белой фазы (режим 4).

Следует также отметить, что наличие остаточной ликвационной неоднородности и уменьшение скорости охлаждения после гомогенизации (с 300°С/мин при воздушном охлаждении до 80°С/мин. при охлаждении в вакууме - режим 3) не приводят к заметному снижению жаропрочности сплава ЖС36. В данном случае определяющим фактором является растворение неравновесной эвтектики и образование в процессе охлаждения после гомогенизации дополнительно! о количества упрочняющих частиц вторичной у' фазы. Из приведенных данных следует, что наиболее удачными являются 1 и 2 режимы термообработки, которые обеспечивают уровень более высокий уро-

вень жаропрочности, чем заложенный в паспортных данных.

2. Влияние режима термообработки на жаропрочность сплава ЖС-36

Режим термообработки Т С0 1 исп ^ CF, МПа t, час

Паспортный режим на сплав 900 480 >100

1000 250 >100

1100 14 >100

I режим 900 460 142

1000 250 113

1100 140 104

II режим 900 480 126

1000 250 110

1100 140 102

Ш режим 900 460 131

1000 250 140

1100 140 94

IV режим 900 480 82

1000 250 69

1100 140 65

Таким образом, проведение ВТОР по оптимальному режиму позволяет существенно снизить продолжительность термообработки лопаток и обеспечить повышенные эксплуатационные свойства изделий.

Исходя из полученных данных о поведении у' фазы в процессе нагрева и старения, были опробованы 4 режима термической обработки сплава ЖС32. Результаты испытаний образцов сплава ЖС32 на длительную прочность при 1000'С и нагрузке 250 МПа представлены в табл. 3.

Несмотря на различия в режимах термической обработки, количестве и морфологии у' -фазы, значения длительной прочности образцов оказались примерно одинаковыми от 100 до 112 часов. Связано это с тем, что разрушение сплава при высоких температурах проходит по межосным пространствам по границе карбид-матрица, эвтектическая у' - фаза- матрица. При этом улучшая и определенным образом выстраивание частиц у' - фазы в осях

дендритов мы не влияем, а в некоторых случаях даже ухудшаем состояние межосных участков с карбидным упрочнением. Иное дело обстоит с испытанием образцов при низких температурах (< 800°С). Здесь разрушение имеет смешанный характер, происходит и по осям дендрита, а иногда и по у' -фазе . Поэтому влияния морфологии и размера частиц у' -фазы на свойства наиболее заметно проявляются при пониженных температурах.

Образцы сплавов исследовали по стандартной методике: цилиндр диаметром 4мм с концевым надрезом разрушался ударным изгибом в камере спектрометра "Скалаб-5" при вакууме 110"9 мм. рт. ст. Полученный излом исследовали методами ОЭС "Ожеэлектронная спектроскопия" и МРСА.

В образцах из металла не прошедшего ВТОР, методом ОЭС примесей на поверхности излома не обнаружено. Образцы из сплава не прошедшего ВТОР по своему составу и содержанию легирующих элементов принципиально не отличаются от образцов после ВТОР. Однако в изломе и на шлифе в образцах после ВТОР довольно часто обнаруживаются оксиды в составе карбидов неметаллические включения сложного состава. Полученные результаты отражают положительные и отрицательные стороны проведения ВТОР.

3. Влияние режимов термообработки на длительную прочность сплава ДС32

№ п/п Режим ^гз час

1. 1285°С-1ч.ЗО мин.Уохл=60-80 К/мин 102-127

2. 1285°С-1ч.ЗО мин.+1100°С-5ч. 105-120

3. 1285°С-1ч.30мин.+1100°С-5час.+920оС-30час. 103-128

4. 1285 1 Ч.30+1100°С-36час. 107-131

Вероятно, в процесс ВТОР компоненты сплавов и примеси, содержащиеся в них, взаимодействуют, с газами в атмосфере печи и футеровкой, с образованием сложных соединений Методом ОЭС в них обнаружены преимущественно химически активные элементы Сг, Са, Т1, Мп, К, Се В указанных включениях, возможно также, присутствие серы и азота. Эти

процессы трудно контролируемые, и в значительной мере при получении монокристаллических лопаток носят случайный характер. При внешне одинаковой структуре отливок из-за загрязнения оксидами и нитридами длительная прочность и другие механические свойства их могут заметным образом различаться Уравнение линейной регрессии, характеризующее наличие связи между длительной прочностью при 1000°С при нагрузке 250 МПа и концентрацией кислорода в сплаве ЖС32 имеет следующий вид: сг'^м = -14029 [%0] + 148,34; г= 0,8

Высокое значение коэффициента корреляции подтверждает весьма негативное влияние на служебные свойства сплава ЖС32 кислородосодержа-щих неметаллических включений.

Положительной стороной использования ВТОР является формирование компактных включений, в состав которых входят обнаруженные элементы, а также го, что они находятся не на границе матрица- карбид, а внутри карбида Таким образом, ВТОР позволяет упрочнить наиболее ослабленные места структуры.

Хотя для сплава ЖС32 наблюдается заметное снижение показателей жаропрочности с увеличением концентрации кислорода, однако в силу указанных выше обстоятельств оно не является критичным. Например, ряд образцов с повышенным содержанием кислорода 0,0030-0,0036% имели физико-механические свойства не ниже паспортных. Поскольку основным источником постутения газов в расплав является атмосфера печи, то основным технологическим приемом устранения загрязнения и, который не требует изменения технологии, является минимизация натекания в плавильную камеру установки для направленной кристаллизации.

Рекомендации по изготовлению монокристаллических лопаток ТВД из сплавов ЖС32 и ЖСЗб прошли опытно-промышленную проверку и внедрены в производство. Общий выход годных лопаток из сплава ЖС32 на НПО «Сатурн^ составил не менее 60%, а выход отливок из сплава ЖС36 без дефектов монокристаллической структуры оказался не менее 90 %.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1.Выполнен комплекс лабораторных и промышленных исследований, позволивший выявить оптимальные температурно-временные параметры плавки и термической обработки никелевых жаропрочных сплавов ЖС32 и ЖС36 при производстве лопаток для ГТД с направленной и монокристаллической структурой.

2.Установлено, что проведение ВТОР положительно отражается на формировании структуры и служебных свойств монокристаллических лопаток из сплава ЖС36 и лопаток с направленной структурой из сплава ЖС32, получаемых методом высокоскоростной направленной кристаллизации. Практически полностью исчезают дефекты ростовой структуры, повышается химическая однородность, улучшается морфология и характера распределения частиц дисперсионно упрочняющих фаз.

3.На основе данных дифференциального термического анализа и промышленных экспериментов определены температурно- временные параметры подготовки металлических расплавов к заливке. Оптимальными являются режимы, обеспечивающие максимальные переохлаждения сплавов. Показана возможность прогнозирования максимальных переохлаждений никелевых жаропрочных сплавов с карбидным упрочнением с помощью термодинамических расчетов.

4.Исследовано влияние скорости кристаллизации на формирование литой структуры сплавов ЖС32 и ЖС36. Получены уравнения, отражающие влияние скорости кристаллизации и температуры проведения ВТОР на параметры дендритной структуры, определены максимально допустимые скорости выращивания лопаток с монокристаллической и направленной структурой.

5.Найдены количественные зависимости объемной доли х'-фазы в сплаве ЖС36 от температуры гомогенизации, выявлены особенности ее трансформации и растворения. Установлено, что ее полное растворение происходит при температурах выше 1290 °С.

б.Показано, что в результате изменения характера ликвации легирующих элементов и очистки межфазных границ от примесей в отливках, полученных с использованием ВТОР, становится возможным существенное сокращение продолжительности высокотемпературной гомогенизации при термообработке. Предложены режимы термической обработки лопаток ТВД изготовленных из сплавов ЖС32 и ЖС36, обеспечивающие показатели служебных свойств литых изделий минимум на 10-30% выше паспортных данных на сплавы.

7.0пробование и реализация разработанных технологических режимов плавки и термической обработки литых лопаток для ТВД из сплавов ЖС32 и ЖС36 с применением ВТОР в промышленных условиях показали их высокую эффективность. Выход годных лопаток с направленной структурой из сплава ЖС32 составил 60%, а выход монокристаллических лопаток из сплава ЖС36 без дефектов структуры достиг 90%.

Содержание диссертации отражено в следующих работах

1. Денисов А.Я., Романов JI.M. Повышение эффективности производства лопаток из жаропрочных никелевых сплавов для турбин высокого давления// Заготовительные производства в машиностроении.-2005.4. С.4-7.

2. Денисов А.Я., Савин В.И., Зеленцов A.A., Авдюхин С.П. Монокристаллические турбинные лопатки. Газотурбинные технологии, июнь-июль 2000. С.24

3. Петрушин Н.В., Панкратов В.А., Башашкина Е.В., Денисов АЛ. Особенности формирования структуры жаропрочных никелевых сплавов после высокотемпературной обработки расплава. Авиационная промышленность. Приложение №2, 1989. С. 14.

4. Применение высоко температурной обработки расплавов при производстве монокристалллических лопаток из жаропрочных никелевых сплавов ЖС32 и ЖС36. Электрометаллургия -2005.6. С.43-46.

5. Агапова Е.В., Панкин Г.Н., Понаморев В.В., Ларионов В.Н., Денисов А.Я.

Субструктура никелевого сплава при направленной кристаллизации. М.: Известия Академии наук СССР, Металлы-]989. 2. С. 104.

6. Денисов А.Я. и др. Литейная оболочковая форма. Авторское свидетельство № 1646127, от 8 августа1988

7. Денисов А.Я и др. Литейная форма для получения монокристаллических турбинных лопаток. Авторское свидетельство № 1503172, от 9 июля 1987

8. Денисов А.Я и др. Способ получения монокристаллических отливок. Авторское свидетельство № 1526291, от 3 сентября 1987 г.

9. Денисов А.Я и др. Способ изготовления керамической формы для литья методом направленной кристаллизации. Авторское свидетельство

№ 1582448, от 20 июня 1988 г.

10. Денисов А.Я и др. Способ получения монокристаллических отливок направленной кристаллизацией. Авторское свидетельство № 1570148, от 13 мая 1988 г.

11. Денисов А.Я и др. Способ получения монокристаллических отливок. Авторское свидетельство № 1526035, от 8 апреля 1988 г.

12. Денисов А.Я и др. Способ обработки жаропрочных никелевых сплавов. Авторское свидетельство № 1678083, от 3 июля 1989 г.

13. Денисов А.Я и др. Способ получения монокристаллических отливок. Авторское свидетельство № 1624812, от 23 февраля 1989 г.

14. Денисов А.Я и др. Литейная форма для получения монокристаллических изделий. Авторское свидетельство № 1376624, от 28 июля 1986 г.

Подписано в печать 19.05.2005 Формат бумаги 60 х 90/16 Бум. множит.

Усл. печ. л. 1,5 Уч.-изд. л. 1,5

Тираж 100__Заказ № 343 _

РИЦ МГИУ, 115280, Москва, Автозаводская, 16, 677-23-15

»11 384

РНБ Русский фонд

2006-4 7041

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Основные этапы развития никелевых суперсплавов и технологий получения лопаток для газовых турбин.

1.2. Влияние технологии плавки на свойства изделий из жаропрочных сплавов.

1.3. Теоретические и практические предпосылки создания технологии высоко температурной обработки расплавов.

1.4. Управление литой структурой никелевых жаропрочных сплавов.

1.5. Постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОСНОВНЫЕ

МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ВТОР НА ПАРАМЕТРЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ, СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА НИКЕЛЕВЫХ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ.

3.1. Воздействие перегревов на состояние расплавов никелевых жаропрочных сплавов и их параметры кристаллизации.

3.2. Влияние режимов ВТОР на структуру монокристаллов [001] никелевого жаропрочного сплава ЖС-36.

3.3. Влияние ВТОР на формирование структуры монокристальных лопаток из сплава ЖС36 в различных сечениях.

3.4. Влияние скорости охлаждения на структуру сплавов ЖС36 и ЖС-32.

3.5. Выводы по результатам исследований в главе 3.

ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ПРОИЗВОДСТВА МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ

ЛОПАТОК ИЗ СПЛАВА ЖС36.

4.1. Влияние ВТОР на ликвацию и коэффициенты распределения легирующих элементов между металлической основой и уэ фазой.

4.2. Выбор оптимальной термической обработки и оценка склонности к рекристаллизации монокристаллических лопаток из сплава ЖС36.

4.3. Совершенствование режима термической обработки сплава ЖС32, прошедшего ВТОР.

4.4. Влияние примесей на служебные свойства никелевых жаропрочных сплавов ЖС32иЖС36.

4.5. Выводы по результатам главы 4.

Повышение эффективности и надежности работы газотурбинных силовых агрегатов применяемых в теплоэнергетике и авиационно-космической технике во многом определяется достигнутым уровнем служебных характеристик литых изделий из никелевых жаропрочных сплавов.

Поэтому особый интерес представляет освоение производства монокристаллических лопаток для турбин высокого давления (ТВД) современных авиационных двигателей из отечественных дисперсионно- упрочненных сплавов ЖС 32 и ЖС 36 четвертого поколения. Реализация высокого уровня свойств в изделиях и выхода годных лопаток требует решения комплекса задач практического и теоретического плана, связанного с выплавкой и формированием требуемой структуры в литом и термообработанном состоянии. Существенные резервы повышения служебных свойств отливок открывает использование активных методов воздействия на состояние металлических расплавов, среди которых важное место занимает высоко температурная обработка расплавов ВТОР.

Однако вопросы, касающиеся механизма ее действия на ростовую структуру лопаток ГТД, особенности выделения и поведение дисперсионно-упрочняющих фаз в процессе после термической обработки и технологических нагревов требуют более глубокого изучения.

Представленные в литературе научные точки зрения на процессы, происходящие при ВТОР, зачастую, носят диаметрально противоположный характер. Это создает определенные проблемы при выборе оптимальных режимов подготовки расплавов к заливке и режимов термической обработки изделий. Поэтому особую научную и практическую значимость приобретает выявление механизма воздействия ВТОР на никелевые жаропрочные сплавы.

Актуальность работы подтверждается тем, что основной объем ее выполнен в рамках заданий научно-технических программах по перспективным материалам, отраслевых министерств, единого заказа и грантов по фундаментальным исследованиям Министерства образования РФ.

Цель работы. Развитие научных представлений о механизме воздействия ВТОР на структуру никелевых жаропрочных сплавов в литом и термо-обработанном состояниях. Разработка на этой основе эффективной технологии производства монокристаллических лопаток для турбин высокого давления с повышенным уровнем служебных характеристик.

Для реализации поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи: определение оптимальных температурно-временных параметров проведения ВТОР сплавов ЖС32 и ЖС36; исследование характеристик структуры лопаток из сплавов ЖС32, ЖС36 в литом и термообработанном состояниях, подвергнуты воздействию ВТОР; определение оптимальных параметров направленной высокоскоростной кристаллизации и термической обработки, разработка на этой основе технологий производства лопаток ТВД.

Научная новизна. Исследовано влияние термо-временных параметров плавки и термической обработки на структуру и служебные свойства монокристаллических лопаток из сплавов ЖС32 и ЖС36. Установлено, что проведение ВТОР при 1720- 1780 °С вызывает комплекс положительных изменений, связанных с существенным уменьшением ростовых дефектов в монокристаллах и повышением химической однородности отливок.

Показано, что перегревы способствуют формированию в металлическом расплаве жидких оксидных включений, которые абсорбируют из расплава целый ряд вредных примесей. Это приводит к очистке межфазных границ и, как следствие, заметному ускорению высокотемпературной гомогенизации при термообработке никелевых жаропрочных сплавов, более полному выделению частиц дисперсионно-упрочняющей у7 фазы.

Получены количественные зависимости параметров дендритной структуры сплавов ЖС32 и ЖС36 от скорости кристаллизации и температуры проведения ВТОР.

Выявлен характер выделения и трансформации / -фазы в сплаве ЖС36 в зависимости от температуры, установлена область ее полного растворения. Термическая обработка сплава подвергнутого ВТОР, практически, полностью обеспечивает растворение выделений неравновесной эвтектики у , увеличивает объемную долю мелкодисперсных частиц / -фазы на 5-8%, что положительно отражается на служебных характеристиках сплава.

Высоко температурная выдержка, усиливает склонность сплавов к переохлаждению, что уменьшает вероятность отклонения роста кристаллов от направления роста [001] из-за случайных флуктуаций температурного поля на фронте кристаллизации, препятствует зарождению паразитных кристаллов, и создает, таким образом, условия для получения лопаток с совершенной монокристаллической структурой при высокоскоростной направленной кристаллизации (до 5 °С /мин. для сплава ЖС36 и до 10 °С /мин. для сплава ЖС32).

Установлено, что максимальное значение переохлаждения А Ттах для никелевых сплавов содержащих углерод ограничено температурой начала выделения карбидов типа МС из кристаллизующегося расплава. При этом величину А Ттах можно определить на основе термодинамических расчетов. Склонность к переохлаждению у жаропрочного сплава ЖС36 с интерметал-лидным упрочнением выражена более ярко.

Практическая значимость.

Определены температурные и временные параметры подготовки никелевых жаропрочных сплавов ЖС32 и ЖС36 к заливке, обеспечивающие повышение жаропрочности монокристаллических лопаток в 1,1-1,3 раза.

Предложены новые режимы термической обработки монокристаллических лопаток для ТВД из никелевых жаропрочных сплавов, позволяющие существенно сократить продолжительность ступени высокотемпературной гомогенизации, снизить потери дорогостоящих сплавов из-за поверхностного окисления.

Разработаны технологии производства лопаток с направленной и монокристаллической структурой для турбин высокого давления авиационных двигателей и газоперекачивающих станций с использованием ВТОР из сплавов ЖС32 и ЖС36. Они обеспечили повышение выхода годных лопаток из сплава ЖС32 до 60%, и довести выход годных изделий по структуре монокристаллических лопаток ТВД из сплава ЖС36 до 90%.

Новизна и современный уровень технических разработок подтвержден рядом авторскими свидетельств.

Результаты работы опробованы и внедрены на ОАО "Сатурн".

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ, получено 9 авторских свидетельств на изобретение, отмечены премией Совмина СССР за 1990 г.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, библиографического списка из 95 наименований, приложения и содержит 113 страниц машинописного текста, 36 иллюстраций, 17 таблиц.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1.Выполнены комплексные исследования процесса получения монокристаллических лопаток для газовых турбин высокого давления из никелевых жаропрочных сплавов ЖС32 и ЖС36 с использованием высокотемпературной обработки расплавов. Показано, что проведение ВТОР при температурах 1720-1760 °С обеспечивает стабильное получение монокристаллических изделий, с высоким совершенством структуры в литом и термообработан-ном состоянии, уровнем служебных свойств выше заявленных паспортных данных.

2.Установлены количественные зависимости размеров параметров дендритной структуры сплавов ЖС32 и ЖС36 от скорости кристаллизации, а также максимальные ее значения, выше которых возникают дефекты ростовой структуры: 5мм/мин. для сплава ЖС36 и 10 мм/мин. для сплава ЖС32.

3.Проведение ВТОР повышает химическую однородность литой структуры сплавов преимущественно за счет уменьшения ликвации таких элементов, как титан, тантал, ниобий и рений. Следствием этого является существенное повышение эффективности и сокращение продолжительности термической обработки. Объемная доля упрочняющей у'-фазы в области рабочих температур сплавов увеличивается на 5-8%. Время высокотемпературной гомогенизации сплава ЖС36 при 1300 0 С сокращается с 3-х часов до 30 минут. 4,Определены составы, параметры кристаллической решетки у и у'-фаз, а также найдены количественные зависимости объемной доли у' в структуре жаропрочных сплавов от температуры. Выявлены области стабильности у'-фазы в сплавах ЖС32 и ЖС36 и полного растворения, позволившие усовершенствовать режимы термической обработки и установить предельные температуры нагревов лопаток для нанесения защитных покрытий.

5.Высокие перегревы вызывают значительные переохлаждения сплавов при кристаллизации, что свидетельствует о дезактивации неметаллических включений, которые могут служить подложками для зарождения паразитных кристаллов. Однако характер их развития различен для исследованных сплавов. Максимальные переохлаждения для сплава ЖС36 до 100°С фиксируются в области температур 1720-1800 °С. Показана связь между величинами переохлаждений и концентрацией кислорода в спла-веЖСЗб. Сплав ЖС32 может переохлаждаться только до температуры начала выделения из расплава карбида (Та 0,зб-о,5б N1)0,36-0,5 о,о8-о,о9)С.

6. В сплаве ЖС32 прошедшем ВТОР обнаружен эффект абсорбции неметаллических фаз карбидными включениями, позволяющий устранить выделение ряда вредных примесей по границам раздела фаз. Данный эффект позволяет, например, в определенной мере уменьшить негативное влияние кислорода на жаропрочность сплава ЖС32.

7.Разработаны режимы термической обработки монокристаллических лопаток ТВД изготовленных из сплавов ЖС32 и ЖС36, обеспечивающие показатели служебных свойств изделий минимум на 10-15% выше паспортных данных.

8.Технология производства монокристаллических лопаток для ГТД из сплава ЖС32 с применением ВТОР внедрена в действующее производство НПО «Сатурн» и обеспечила выход годных изделий на уровне 60%. 9.0пробована и передана в производство технология получения монокристаллических лопаток из сплава ЖС36. Ее применение обеспечивает выход годных отливок по структуре на уровне 90%.

1.Кишкин С.Т., Строганов Г.Б., Логунов A.B. Литейные жаропрочные сплавы на никелевой основе. М.: Машиностроение, 1987.112 с.

2. Строение и свойства авиационных материалов/Под ред. акад. А.Ф. Белова и проф. В.В. Николенко. М.: Металлургия,-1989. 266с.

3. Симс Ч., Хагель В. Жаропрочные сплавы М.: Металлургия, 1976. 568 с.

4. Производство высокотемпературных литых лопаток авиационных ГТД/Под ред. С.И.Яцика М.: Машиностроение, 1995.-256с.:ил.

5. Химушин Ф.Ф. Легирование, термическая обработка и свойства жаропрочных сталей и сплавов. -М.: Оборониздат, 1962.-450 с.

6. Корнилов Н.И. Физико-химические основы жаропрочности сплавов. -М.: Изд. АН СССР, 1961.-513 с.

7. Pat. Brit. 2129. Heatfirm alloy / A.L.Marsh, 1906, p.-4.

8. Химушин Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы.-М.: Металлургия, 1969.- 749 е.: ил.

9. Миркин И.П., Кончеев О.Д. Связь жаропрочности и разности периодов фаз дисперсионнотвердеющих сплавов. -М.: Металловедение и термическая обработка металлов., 1967., № 1, с. 8-10.

10. Жаропрочность литейных никелевых сплавов и защита их от окисления/ Б.Е.Патон, Г.В. Строганов, С.Т. Кишкин и др. // Киев: Наук, думка, 1987. 256 с.

11. Грисаев С.Д. Успехи в совершенствовании высокотемпературных материалов // Аэрокосмическая техника. 1987. № 9. С. 134-148.

12. Bridges P.J. Neue Werkstoffe. Nickelbasis Legierungen // Umschau. 1984. H. 9. S. 276-278.

13. Nash P. and West D.R. Phase eguilibrium in the Ni-Ti-Al sustem. // Metal sience. -Desember. -1979. -p. 670-675.

14. Малкин В.И., Покладышев B.B. Изучение характера взаимодействия компонентов в у и у'-фазе систем Ni-Al, Ni-Al-Cr, Ni-Al- -Со, NiAl-Fe. // Неорганические материалы. -Изд. АН СССР. -1965. -№ 10. -с. 1747-1757.

15. Козлов Л.Я., Козарь В.И., Романов JT.M. Влияние легирующих добавок на механические свойства твердых никелевых растворов. // Известия ВУЗов. -Черная металлургия. -1982. -№ З.-с. 120-124.

16. А. с. 1165079 СССР. Способ определения прочности сплавов на основе никеля. В 22 D 27/07 / Козлов J1. Я., Романов JI. М., Рожкова Е. В. и др. 01. 03. 86

17. Пикунов М.В., Беляев И.В., Сидоров Е.В. Кристаллизация и направленное затвердевание отливок : Моногр./Владимир, 2002, 214с.

18. Механизм влияния тугоплавких дисперсных частиц на высокотемпературные свойства жаропрочных сплавов / Ю.З. Бабаскин, В.Б. Брик, JI.B. Иванисенко и др. // Литейное производство. 1979. № 3. С. 5-6.

19. Влияние добавок нитрида циркония на структуру и свойства сплава ЖС6К / Л.Н. Лариков, Ю.З. Бабаскин, С.Я. Шипицын, O.A. Шматко // В кн. "жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы на никелевой основе" М.: Наука. 1984. С. 184-187.

20. Влияние модифицирования на пластичность сплава ЖС6К / Л.Н. Лариков, Ю.З. Бабаскин, С.Я. Шипицын, O.A. Шматко // МиТОМ. 1983. №2. С. 52-54.

21. Влияние модифицирования тугоплавкими частицами на свойства литого сплава ЖС6У / Л.В. Иванисенко, М.Л. Горб, Е.Г. Кржнер и др.

22. В кн.: "Новые методы упрочнения литых сплавов". Киев. - ИПЛ АН УССР. С. 89-96.

23. Влияние основы лигатуры на свойства модифицированного сплава ЖС6У / JI.B. Иванисенко, M.JI. Горб, Е.Г.Кенжнер, В.В.Бондарев // Там же. С.105-108.

24. Фаткулин О.Х. Модифицирование сплавов на основе никеля тугоплавкими карбидами / В кн.: "Жаропрочные и тугоплавкие сплавы". -М.: ВИЛС. 1977. Вып.З. С.419-434.

25. Романов JI. М., Козлов Л .Я., Пинаева О. С. Модифицирование карбидных включений в сложнолегированных никелевых сплавах // Цветные металлы.-1989. -№ 2. С.57-60.

26. Козлов Л. Я., Романов Л. М. Модифицирование никелевых сплавов // Цветные металлы. -1988. -№ 1. С.58-62.

27. Козлов Л. Я., Романов Л. М. Влияние неметаллических включений на свойства металлопродукции // Сталь. -1992. № 7.С. 28-31.

28. Романов Л.М., Солдатов В. А., Сироткин С. А. Особенности растворения тугоплавких частиц в расплавах на основе железа // Изв. ВУЗов Черная металлургия. -1991. № 11. С. 63

29. Чеченцев В.Н.,Сабуров В.П., Заметаев Е.В. и др. Объемное модифицирование никелевых сплавов при изготовлении отливок// Литейное производство.-1988.-№9. -С.13-14.

30. Trends in Superalloy Technology // Metal Prog. 1983. V. 123. P. 30-35.

31. Строгонов Г.Б., Логунов A.B., ГерасимовВ.В., Кац ЭЛ. Высокоскоростная направленная кристаллизация жаропрочных сплавов// Литейное производство. 1983. №12. С.20-22.

32. Guested P.N., Osgerby S. Mechanical properties ofconventionally cast, directionally solidified and single-cristal superalloys// Materials Scienceand Tecnology. V. 2.1986. №5. P. 461-475.

33. Higginbotham G.J.S. From research to cost-effective directional solidification and singl-crystal production and integrated approach// Materials Science and Tecnology. V. 2. 1986. №5. P. 442-460.

34. Hoppin G.S., Phipps C.M. Development of exotermically cast single crystal MARM247 and derivative alios// Procetding of the International. Simposium on Superalloys "Superalloys-80" ASM park Ogayo. 1980. P. 206-225.

35. Денисов А.Я и др. Способ получения монокристаллических отливок. Авторское свидетельство № 1526291, от 3 сентября 1987.

36. Денисов А.Я и др. Способ получения монокристаллических отливок направленной кристаллизацией. Авторское свидетельство № 1570148, от 13 мая 1988.

37. Денисов А.Я и др. Способ получения монокристаллических отливок. Авторское свидетельство № 1526035, от 8 апреля 1988.

38. Вибропрессованые тигли для индукционных печей / P.JI. Маркарян, В.М. Ян, В.Т. Олейник и др. // Огнеупоры. 1981. № 7. С. 29-31.

39. Баранова Т.Ф., Курская Н.И., Борзилова В.Д. Корундоцирконовые тигли для индукционной плавки никелевых сплавов // Огнеупоры. 1981. №7. с. 13-18.

40. Технологические условия переплавки жаропрочных сплавов в вакууме при литье лопаток ГТД. Методические материалы. М.НИАТ. 1966. 12с.

41. Калинин В.П., Авдюхин С.П., Володина И.В. Тигли для открытой и вакуумной плавки и литья жаропрочных сплавов и сталей // Авиационная промышленность. 1985. Приложение № 5. С. 22-25.

42. Мусиенко В.Т., Шункин В.Н., Золотов JI.H. Очистка расплава отнеметаллических включений при разливке сплава ЭП-741 в вакуумной индукционной печи ИСВ-0,16 // Технология легких сплавов. 1979. № 1. С. 62-66.

43. Лактионов A.B., Романов JI.M., Уточкин Ю.И. Глубокое рафинирование расплавов на основе железа, никеля и марганца в восстановительных условиях//Электрометаллургия. 1999, №10, С.12-17.

44. Латаш Ю.В., Матях В.Н. Современные способы производства слитков особо высокого качества. Киев: Наук, думка, 1987. 336 с.

45. Мацарин К.А., Красновский C.B., Еднерал Ф.П. Плавка никеля в вакууме // Изв. вузов. Черная металлургия. 1964. № 1. С. 62-68.

46. Технологические условия переплавки жаропрочных сплавов в вакууме при литье лопаток ГТД. Методические материалы. — М.НИАТ. 1966. 12с.

47. Мусиенко В.Т., Шункин В.Н., Золотов Л.Н. Очистка расплава от неметаллических включений при разливке сплава ЭП-741 в вакуумной индукционной печи ИСВ-0,16 // Технология легких сплавов. 1979. № 1. С. 62-66.

48. Кремисио P.C. Выплавка сплавов / Жаропрочные сплавы. Под ред. Симса Ч., Хагеля В. М.: Металлургия, 1976. С.354-382.

49. Усовершенствование промышленной технологии выплавки труд-нодеформируемого высоколегированного никелевого сплава в вакуумных индукционных печах / Б.Д. Николаев, В.П. Чебунин, М.М.

50. Клюев и др. // Черная металлургия: Бюллетень научно-технической информации, 1982, № 6. С. 48-50.

51. Каухер В.А. Технологический процесс рафинировочного переплава для сплава ЖСЗДК // Межотраслевой реферативный сборник «Передовой производственно-технический опыт. Литейное производство». Серия ТЗ. 1987. № 1. С.11.

52. Lowndes J.C. Superaloooy Ingot Refining Techigue Lowers Rejictions, Boosts Performance // Aviation Week and Spece Techology. 1985. August 28. P. 103-108.

53. A.C. № 639190 (СССР). Способ получения крупных отливок. За-явл. 29.06.76 № 2375477/22-02.

54. Никитин В.И. Наследственность в литых сплавах/В.И. НИКИТИН; Самар.гос.техн.ун-т. Самара.: 1995. 248с.: ил.

55. Полухин В.А., Ватолин Н.Д. Композиционные мотивы, ближний и дальний порядок в структуре металлических расплавов, стекол и квазикристаллов//Расплавы. 1987. Т.1, вып.5. с.29-65.

56. Жукова Л.А., Попель С.И. Икосаэдрическая модель жидких металлов ГКЦ-структуры предплавления и сжиженных инертных газов // ЖФХ. 1982. Т.56, № 33. С.476-478.

57. Жукова Л.А., Попель С.И., Спиридонов М.А. Моделирование ближнего порядка в жидком серебре // Расплавы. 1988. Т.2, вып. 4. С.47-52.

58. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. JI.: Наука, 1975. 592 с.

59. Филиппов Е.С. О структурном превращении в жидком железе // Изв. вузов. Черная металлургия. 1972. № 9. С. 110-115.

60. Новохатский И.А., Архаров В.И. количественная оценка структурной микронеоднородности жидких металлов // ДАН СССР. 1971. Т.201, № 4. С.905-909.

61. Ершов Г.С., Черняков A.B. Строение и свойства жидких и твердых металлов. М.: Металлургия, 1978. 248 с.

62. Есин В.О. Кластерная структура металлического расплава / Структура и физико-химические свойства металлических и оксидных расплавов. Свердловск, 1986. С.57-67.

63. Серегин Б.И., Ватолин H.A., Мень А.Н. Структура металлических расплавов с позиции кластерной модели // ЖФХ. 1979. Т.53, № 7. С.1673-1676.

64. Соммер Ф. Модель ассоциатов в теории жидких сплавов / Диаграммы фаз в сплавах. -М.: Мир, 1986. С. 128-141.

65. Жидкая сталь / Б.А. Баум, Г.А. Хасин, Г.В. Тягунов и др. М.: Наука, 1969. 280 с.

66. Баум Б.А. Металлические жидкости- проблемы, гипотезы. М.: Наука,-1979.-120 с.

67. Об аномалиях на политермах вязкости металлических расплавов./ Бодакин Н.Е., Баум Б.А. и др.// Известия вузов. Ч.М.-1977 №9. С.74-78.

68. Попель П.С., Баум Б.А. Термодинамический анализ одной из причин металлургической наследственности // Изв. АН. СССР. Металлы. 1986. №5.С. 47-51.

69. Попель П.С. Демина E.J1. Анализ процесса взаимного растворения жидкостей с ограниченной смешиваемостью // ЖФХ. 1986. № 7.

70. Барышев Е.Е. Влияние кластеров на процесс кристаллизации металлов/Электрометаллургия. 2003. №3. С.21-24.

71. Гельчинский Б.Р. Структурные превращения в жидких металлах по данным эксперимента и с точки зрения теории // Изв. вузов. Черная металлургия. 1985. № 7. С. 16-26.

72. К вопросу о систематизации политерм вязкости сталей и сплавов / Э.В. Колотухин. Г.В. Тягунов, Б.А. Баум и др. // В сб.: «Физико-химические исследования металлургических процессов». — Свердловск. УПИ. 1988. С.34-39.

73. Взаимосвязь характера политерм кинематической вязкости сталей с их химическим составом / Э.В. Колотухин, Г.В. Тягунов, B.C. Цепе-лев и др. // Расплавы. 1988. Т.2, № 6. С. 70-72.

74. Еланский Г.Н., Кудрин В.А. Строения и свойства жидкого металла технология - качество. - М.: Металлургия, 1984. 239 с.

75. Термоскоростное модифицирование алюминиевых расплавов / В.З. Кисунько, И.А. Новохатский, А.И. Погорелов и др.//Изв.АН СССР.Металлы. 1980. № 1. С. 125-130.

76. Гаврилин И.В., Тихонов Н.П., Шаршин В.Н. Химическая недно-родность отливок // Автомобильная промышленность. 1986. № 5. С. 29-30.

77. A.C. № 1153451 (СССР). Способ обработки жаропрочных сплавов. Заявл. 09.83 № 3642564/22-02.

78. Зависимость микросктруктуры и свойств никелевого сплава от условий плавки / Е.Е. Барышев, Т.К. Костина, В.Н. Ларионов, Г.И. Зуев // Литейное производство. 1985. № 7. С. 10-11.

79. Температурновременная обработка никелевых сплавов в жидком состоянии / Н.М. Кочегура, С.П. Казачков, В.Н. Ткач, A.C. Вишневский // Литейное производство. 1985. № 10. С.13-14.

80. A.C. № 1096823 (СССР). Способ получения сплавов на никелевой основе. Заявл. 11.01.83 № 3569931/22-02.

81. Агапова Е.В., Панкин Г.Н., Понаморев В.В., Ларионов В.Н., Денисов А.Я. Субструктура никелевого сплава при направленной кристаллизации. М.: Известия Академии наук СССР, Металлы. 1989. № 2. С. 104

82. Денисов А.Я., Савин В.И., Зеленцов A.A., Авдюхин С.П. Монокристаллические турбинные лопатки. Газотурбинные технологии, июнь—июля 2000. С.24

83. Денисов А.Я и др. Способ обработки жаропрочных никелевых сплавов. Авторское свидетельство № 1678083, от 3 июля 1989.

84. Денисов А.Я и др. Способ получения монокристаллических отливок. Авторское свидетельство № 1624812, от 23 февраля 1989.

85. Денисов А.Я и др. Способ получения монокристаллических отливок. Авторское свидетельство № 1624812, от 23 февраля 1989.

86. Денисов А.Я., Романов Л.М. Влияние высокотемпературной обработки расплавов на структуру монокристаллических лопаток из никелевых суперсплавов//Сб. трудов МГИУ, М.: 2004.

87. Петрушин Н.В., Панкратов В.А., Башашкина Е.В., Денисов А.Я. Особенности формирования структуры жаропрочных никелевых сплавов после высокотемпературной обработки расплава. Авиационная промышленность. Приложение №2, 1989, С. 14.

88. Денисов А.Я и др. Способ обработки жаропрочных никелевых сплавов. Авторское свидетельство № 1678083, от 3 июля 1989.

89. Козлов Л.Я., Романов Л.М., Петров H.H. Расчет вязкости многокомпонентных расплавов на основе железа и никеля // Известия ву-зов.Ч. М.198. N 3

90. Калинин В.П., Авдюхин С.П. Термовременная обработка расплавов для устранения дефектов «звездное небо» в отливках жаропрочных сплавов//Авиационная промышленность.-1987.-№ 10. -С.64.

91. Романов Л М., Сардов А. А., Денисов А. Я. и др. Влияние высокотемпературной обработки на параметры кристаллизации никелевых сплавов // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. -1993. № 7., С.56-57.

92. Романов Л. М., Громов В. И., Денисов А. Я., Мещанов А. Б., Тарасов И.Н. Получение отливок с направленной структурой из сплавов на железной и никелевой основе //Заготовительные производства.-2004.-№10. С.3-6.