Жароміцні матеріали
Жароміцні́ матеріа́ли — конструкційні матеріали, що відзначаються високим опором пластичній деформації та руйнуванню в умовах високих температур та дії окиснювальних середовищ.
До жароміцних сплавів (суперсплавів) належать сплави на нікелевій (німонік, інконель), залізо хромонікелевій (тінідур, хромадур), кобальтовій (стеліт) або мішаній основі, що відзначаються жароміцністю. Основними властивостями жароміцних сплавів є високий опір повзучості і втомності та тривала міцність.
Жароміцність сплавів зумовлюється структурою, у якій рівномірно розподілені частинки інтерметалевих сполук, боридів та ін. Така структура виникає внаслідок термічної обробки (гомогенізуючого гартування і старіння металів), що приводить до гетерогенізації (неоднорідності) мікроструктури, а також у процесі легування тугоплавкими хімічними елементами (вольфрамом, молібденом, ванадієм) і елементами-зміцнювачами (титаном, алюмінієм, ніобієм, бором). Крім того, її формують, зменшуючи вміст свинцю, олова, сурми, вісмуту і сірки, додаючи рафінуючі елементи (кальцій, церій, барій і бор). Якщо вироби з жароміцних сплавів призначені для тривалої експлуатації при температурі понад 800°С, їхню поверхню додатково піддають дифузійній термохімічній обробці (алітуванню, хромоалітуванню, емалюванню, нанесенню тугоплавких оксидів тощо). Різновид жароміцних сплавів — сплави, зміцнені дисперсними частинками тугоплавких оксидів або високоміцними волокнами. Жароміцні сплави застосовують для виготовлення деталей парових і газових турбін, авіаційних, суднових і залізничних газотурбінних двигунів, в енергетичному машинобудуванні тощо.
До жароміцних неметалевих матріалів, що знайшли найбільше використання належать графіт і спеціальна кераміка, які здатні працювати за температур понад 1000°С. Унікальною властивістю графіту є зростання модуля пружності і міцності. При нагріванні до температури 2200…2400 °С міцність графіту підвищується на 60 % і лише при ще вищих температурах він втрачає міцність. Повзучість у графіту проявляється за температур, вищих від 1700°С і характеризується малою швидкістю. Керамічні матеріали на основі SiC, Si3N4 і системи Si-Al-O-N є легкими, міцними і зносостікими речовинами. Як конструкційні жароміцні матеріали використовуються у двигунах внутрішнього згоряння для виготовлення поршнів, головок блоків циліндрів тощо. Керамічні детали можуть працювати при температурах: до 1500°С (Si3N4) і навіть — 1800°С (SiC). Вони є стійкими до корозії та ерозії, не бояться перегрівання та не потребують примусового охолодження. Недолік високотемпературної кераміки — це крихкість.
- Дурягіна З. А. Сплави з особливими властивостями / З.А. Дурягіна, О. Я. Лизун, В. Л. Пілюшенко. — Л. : Вид-во НУ «Львівська політехніка», 2007. — 236 с.
- Арзамасов Б.Н. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений / Б. Н. Арзамасов, И. И. Сидорин, Г. Ф. Косолапов и др.; под общ. ред. Б. Н. Арзамасова. — 2-е изд., испр. и доп. — М. : Машиностроение. — 384 с.
- Химушин Ф. Ф. Жаропрочные стали и сплавы. — М. : Металлургия, 1969.
- Жароміцність та жароміцні металеві матеріали [Архівовано 22 грудня 2016 у Wayback Machine.] // Енциклопедія сучасної України / ред. кол.: І. М. Дзюба [та ін.] ; НАН України, НТШ. — К. : Інститут енциклопедичних досліджень НАН України, 2001–2024. — ISBN 966-02-2074-X.
- H. K. D. H. Bhadeshia Superalloys [Архівовано 8 січня 2017 у Wayback Machine.] - лекції про суперсплави на сайті університету Кембриджа (англ.).