5. Производство отливок с монокристаллической структурой

5. Производство отливок с монокристаллической структурой

К ряду изделий машиностроительного производства предъявляются особо высокие требования. Типичными представителями таких изделий являются энергетические установки и, в частности, лопатки газотурбинных двигателей. Условия работы лопаток сверхтяжелые: высокая температура, напряжения растяжения, вибрация, коррозия и эрозия. Разумеется, для изготовления лопаток используются только жаропрочные, жаростойкие, обладающие продолжительной прочностью материалы.

Температура газового потока реактивных турбовинтовых двигателей превышает температуру плавления материала лопаток. Поэтому в лопатках предусматривается система каналов для эффективного охлаждения. Наличие каналов обусловливает разностенность лопаток. Внутренние полости разнообразны по конфигурации. Толщина стенок сложных пустотелых отливок составляет 0, 8 … 3, 5 мм. При этом ресурс работы лопаток должен составлять не менее 10000 ч.

Разрушение материала лопаток происходит, главным образом, по межзеренным поверхностям. Значит, для обеспечения надежности лопаток необходимо устранить межзеренные поверхность, т. е. перейти к качественно новой структуре материала лопаток: от поликристаллической к монокристаллической. Такой переход требует применения новых высоких технологий.

Лопатки могут быть изготовлены сваркой, штамповкой или литьем. Преимущественно во всем мире применяется литье по выплавляемым моделям. Литые лопатки дешевле штампованных на 30% при меньшем количестве отходов. Литье позволяет сократить расход металла на 18…20 %, снизить трудоемкость на 40 %, себестоимость на 20…35 % и улучшить механические свойства на 30…40 %.

Сущность новых технологий заключается в применении бестигельной плавки в сочетании с объемной направленной кристаллизацией и регулируемой температурой при заливке и затвердевании металла в керамической форме.   

Список литиратура

https: //yandex. ru/

https: //cu-prum. ru/alyuminij1/splav-ak12-al2. html

https: //stankiexpert. ru/