Монокристаллические отливки изготавливаются как из обычных сплавов, так и из сплавов, специально разработанных для этого процесса.
При создании нового сплава для монокристаллической отливки нет большей угловой границы, поэтому нет необходимости вводить элементы, которые усиливают границы зерен.
Следовательно, не содержащие углерода сплавы не имеют карбидов и остается только фаза.
Оптимальное легирование тугоплавкими металлами и стабилизаторами может дополнительно улучшить стабильность сплава (повышение температуры солидуса и полное растворение фаз).
Это приводит к значительному ингибированию диффузионно-контролируемых высокотемпературных процессов, включая затвердевание фаз. Важную роль в легировании в основном отводится рению (до 3%) в твердом растворе. Сплавы, содержащие рений (такие как ЖСЗб), имеют более узкие интервалы кристаллизации. Таким образом, полная температура плавления ликвидуса, солидуса и фазы сплава ЖСЗб равна 1409, 1337 и 1295 ° С соответственно.
Уменьшение содержания хрома (и, следовательно, термостойкость) компенсируется добавками, которые образуют на поверхности плотную тугоплавкую оксидную пленку.
В связи с использованием направленной кристаллизации возможность использования жаропрочных сплавов, экономически легированных на основе интерметаллических соединений, значительно возросла.
- Так, например, отливки из этих сплавов с монокристаллической структурой и ориентацией кристаллов имеют наилучшее сочетание физико-механических свойств с высокой термостойкостью, термостойкостью и термостойкостью при температурах до 120.
Техническая основа монокристаллического литья. Есть много способов вырастить монокристалл.
Многие способы получения фасонных монокристаллических отливок основаны на методе Бриджмена-Стокбургера, который заключается в направленной кристаллизации отливки при ее перемещении из горячей зоны, создаваемой источником тепла, в зону охлаждения. вы. Рассмотрим две группы методов, используемых для получения монокристаллических отливок из жаропрочных никелевых сплавов.
Метод монокристаллического литья, основанный на конкурентном росте столбчатых зерен. Конкурентный рост зерна основан на сохранении приоритета столбчатых кристаллов, ориентированных в направлении роста с максимальной скоростью.
При изготовлении монокристаллических деталей с холодильником с водяным охлаждением эффект резкого сужения формы фактически используется. Следовательно, первый кристаллит, который достигает этой узости, выбран из множества кристаллитов, которые образуются на поверхности холодильника.
В этом случае используется ограничитель размера цилиндрической конструкции. Размер поперечного сечения частиц цилиндрической структуры намного больше, чем мундштук ограничителя. Когда кристаллизованная поверхность проходит через верхний поток, селектор (постепенный — «прямой угол», угол — наклон, спираль — спираль).
Кристаллы, выращенные из селекторов ворот, являются начальной стадией будущего литья монокристаллов. Ускорение процесса выбора зерна достигается размещением начальной секции системы затворов (стартер, селектор затворов) значительно ниже секции детали.
- В процессе, растущие дендриты должны изменить направление несколько раз (3-4) перед подключением к секции пресс-формы. Это позволяет расти только одному зерну с ориентацией кристалла.
Для получения отливок используются керамические литейные формы, изготовленные с использованием модели потерянного воска. Заполняя внутреннюю полость этой керамической формы расплавом, получают отливку с системой стробирования. Оболочка типа (бездонная) крепится к медному кристаллизатору, который охлаждают водой и выливают в расплав.
Интенсивный направленный теплообмен приводит к зарождению пяти мелких равноосных зерен в стартере, в результате чего столбчатая структура ориентируется в этом направлении. Отливки 2-4 выполняют последовательный конкурентный отбор монокристаллов с оптимальной ориентацией.
Последний дополнительный затвор 2, называемый «прямым углом» перпендикулярно литнику 3, обеспечивает поступление монокристалла в отливку в направлении вдоль направления роста и в любом направлении в плоскости, перпендикулярной указанному выше направлению.
- Аналогичная ориентация образца может быть получена с использованием кристаллического пробоотборника (селектора) в форме спирали геликоида.
Смотрите также:
Примеры решения задач по материаловедению
| Листовая штамповка. | Характерные особенности свариваемости стали. |
| Пайка титановых сплавов. | Прессование. |
