Назад в библиотеку

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЖАРОСТОЙКОСТИ НИКЕЛЬ-ХРОМОВЫХ СПЛАВОВ С ВЫСОКИМ ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЕМ

Автор: Ермоленко Н. Ю.

Аннотация

Представлены различные технологические процессы для сплавов типа нихромов при создании жаростойких состояний на поверхности или поверхностном слое материала, так же рассмотрены пути легирования никель-хромовых сплавов с высоким электросопротивлением для дальнейшего сохранения жаростойкости при повышении рабочей температуры.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:НИКЕЛЬ-ХРОМОВЫЕ СПЛАВЫ, ЖАРОСТОЙКОСТЬ, ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА, ЛЕГИРОВАНИЕ

Annotation

Various processes are presented for nichrome alloy type when creating refractory states at the surface or surface layer of the material, as well considered way doping chromium-nickel alloys with high electrical resistance for preservation of heat resistance further increase in operating temperature.

KEY WORDS: NICKEL-CHROMIUM ALLOYS, HEAT RESISTANCE, HEAT TREATMENT, ALLOYING

Никель - хромовые сплавы - это сплавы с высокими жаропрочностью, электросопротивлением и пластичностью, основа которых состоит из никеля и хрома с незначительным содержанием легирующих элементов таких как: марганец, кремний, алюминий, титан, железо.

К жаростойким сплавам относятся сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах выше 550°С и работающие в ненагруженном и слабонагруженном состояниях

Существенными факторами, определяющими жаростойкость сплавов, в том числе нихромов, являются термическая обработка и химический состав:

1. Влияние на жаростойкость воздействием на поверхностные слои.

Термодиффузионное насыщение. Насыщается поверхностный слой алюминием, хромом, кремнием в виде: порошкообразных смесей (для индивидуального производства), расплавов (для массового). Глубина слоя зависит от температуры и времени насыщения. При многокомпонентном насыщении важную роль играет порядок насыщения: а) совместное, б) последовательное.

Наплавлением на глубину 0,1-0,3 мм наплавляемых материалов содержащих элементы образующие окисную пленку при нагреве электрической дугой, к таким относятся: W, V, Nb, Al и т.п.

A)

Рисунок 1. – Иерархия рабочих температур сплавов

Представлена иерархия рабочих температур сплавов на которой видно что с повышением рабочей температуры сплавы легируются различными материалами для сохранения жаростойкости:

  • до 400-500°С - углеродистые и низколегированные стали;
  • 500-700°С - сплавы содержащие порядка 13 % Cr;
  • 700-800°С - сплавы легированные 17-18 % Cr и Ni (9-10 % для перевода структуры в аустенитную);
  • 800-900°С - сплавы типа нихромов (классический нихром Х20Н80);
  • 900-1000°С - сплавы содержащие порядка 25 % Cr и 1-2 % Si

2. Воздействие на жаростойкость путем влияния на поверхность сплава, такими методами как:

  • Напылением проволоки или порошка расплавленных и направленных потоком сжатого воздуха. Недостатками являются не прочное сцепление покрытия с поверхностью и пористость нанесенного покрытия, для их решения необходимо проводить отжиг.
  • Нанесение неметаллических покрытий. В качестве неметаллических покрытий могут использоваться: а) жаростойкие эмали (1200-1250°С), б) тугоплавкие соединения и металло - керамика (2000°С и выше, наносятся плазменным напылением при температуре близкой к 6000°С).

ВЫВОДЫ: Для дальнейшего изучения нихромов и довода их до суперсплавов будет исследоваться метод воздействия на поверхностные слои сплава путем электродугового наплавления легирующих элементов, в качестве которого выступит алюминий, для образования двойных оксидов – шпинелей, тем самым сохранив жаростойкость и электросопротивление никель - хромового сплава при роботе в более высоких температурных режимах.