Ученые ПНИПУ выявили влияние керамических фильтров на свойства промышленных сплавов
0
21
Полученные результаты помогут оптимизировать процесс фильтрации никелевых сплавов, улучшив их микроструктуру и эксплуатационные свойства. ПНИПУ
Специалисты ПНИПУ провели масштабное исследование влияния пенокерамических фильтров на микроструктуру жаропрочных никелевых сплавов ВХ4Л-ВИ и ЧС70-ВИ, используемых в ответственных узлах авиационных двигателей и турбин. В эксперименте применяли 2 распространенных промышленных фильтра марок FCF-1Z и Selee.
Этапы работ:
Исследование показало, что правильный выбор пенокерамического фильтра может значительно повлиять на характеристики металла и, следовательно, на качество готовых изделий.
Полученные результаты помогут оптимизировать процесс фильтрации никелевых сплавов, улучшив их микроструктуру и эксплуатационные свойства.
Кроме того, они будут способствовать разработке усовершенствованных отечественных фильтров для промышленного применения.
Пермь, 17 апр - ИА Neftegaz.RU. Исследователи Пермского Политеха (ПНИПУ) установили, что фильтры могут не только очищать расплав, но и выводить из него полезные элементы, одновременно насыщая новыми, что приводит к образованию нежелательных соединений и ухудшению характеристик материала. Полученные данные помогут усовершенствовать процесс фильтрации промышленных жаропрочных никелевых сплавов и повысить качество выпускаемой продукции.
Об этом сообщила пресс-служба ПНИПУ.
Подробные результаты исследования опубликованы в журнале Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение в 2025 г.
Работа выполнена в рамках программы стратегического академического лидерства Приоритет-2030.
В энергетической, аэрокосмической и оборонной отраслях промышленности требуются материалы, способные сохранять устойчивость при высоких температурах и в агрессивных средах.
В связи с этим надежность и долговечность используемых металлических сплавов приобретают особое значение.
Важнейшим этапом их производства является очистка расплава от различных примесей.
Традиционно для этого применяют пенокерамические фильтры - пористый материал, задерживающий твердые включения в расплавленном металле.
Пенокерамические фильтры представляют собой пористые материалы с ячеистой структурой, напоминающей губку.
Их используют для очистки расплавов металлов перед изготовлением заготовок для промышленных деталей.
Использование ПФ позволяет:
Однако помимо очищающего эффекта состав фильтра может существенно изменять структуру и свойства сплава за счет внесения в него нежелательных компонентов.
Фильтрующий материал должен быть совместим не только с загрязнениями, но и с компонентами сплавов, чтобы не изменять структуру и свойства сплава за счет внесения в него нежелательных компонентов.
Обычно их производят из огнеупорных соединений: диоксида циркония, оксида алюминия, циркона и других химических добавок. Об этом сообщила пресс-служба ПНИПУ.
Подробные результаты исследования опубликованы в журнале Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение в 2025 г.
Работа выполнена в рамках программы стратегического академического лидерства Приоритет-2030.
В энергетической, аэрокосмической и оборонной отраслях промышленности требуются материалы, способные сохранять устойчивость при высоких температурах и в агрессивных средах.
В связи с этим надежность и долговечность используемых металлических сплавов приобретают особое значение.
Важнейшим этапом их производства является очистка расплава от различных примесей.
Традиционно для этого применяют пенокерамические фильтры - пористый материал, задерживающий твердые включения в расплавленном металле.
Пенокерамические фильтры представляют собой пористые материалы с ячеистой структурой, напоминающей губку.
Их используют для очистки расплавов металлов перед изготовлением заготовок для промышленных деталей.
Использование ПФ позволяет:
- снизить количество дефектов, таких как трещины и пустоты;
- удалить из сплава вредные примеси - твердые частицы, включая оксиды, шлак и пыль;
- более равномерно распределить легирующие элементы, к которым относятся хром и титан.
Однако помимо очищающего эффекта состав фильтра может существенно изменять структуру и свойства сплава за счет внесения в него нежелательных компонентов.
Фильтрующий материал должен быть совместим не только с загрязнениями, но и с компонентами сплавов, чтобы не изменять структуру и свойства сплава за счет внесения в него нежелательных компонентов.
Специалисты ПНИПУ провели масштабное исследование влияния пенокерамических фильтров на микроструктуру жаропрочных никелевых сплавов ВХ4Л-ВИ и ЧС70-ВИ, используемых в ответственных узлах авиационных двигателей и турбин. В эксперименте применяли 2 распространенных промышленных фильтра марок FCF-1Z и Selee.
Этапы работ:
- анализ фазового состава поверхности фильтров:
- в образце FCF-1Z преобладали циркон, фосфат, оксид магния и небольшая доля диоксида циркония (ZrO2),
- фильтр Selee состоял преимущественно из диоксида циркония с незначительной примесью циркона,
- оба фильтра использовали для очистки расплавов при температурах приблизительно 1050 C в вакуумных условиях.
- затем элементный состав металла исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа.
- вблизи обоих типов фильтров наблюдалось увеличение концентрации оксидов титана и алюминия;
- содержание титана в основном объеме сплава снижалось;
- фильтр марки FCF-1Z способствовал образованию нитридов титана и ниобия, а также интерметаллических соединений вольфрама, молибдена и хрома, что может ухудшать качество металла из-за перехода части полезных элементов в эти соединения;
- фильтр Selee подобных изменений не вызывал.
Исследование показало, что правильный выбор пенокерамического фильтра может значительно повлиять на характеристики металла и, следовательно, на качество готовых изделий.
Полученные результаты помогут оптимизировать процесс фильтрации никелевых сплавов, улучшив их микроструктуру и эксплуатационные свойства.
Кроме того, они будут способствовать разработке усовершенствованных отечественных фильтров для промышленного применения.