Суперсплавы

Суперсплавы на базе никеля или никеля с железом в течение многих лет применяются при изготовлении деталей газовых турбин. Здесь весьма ценной является их способность при высоких температурах сохранять почти неизменной ту термостойкость, которой они обладают при комнатной температуре, а это имеет большое значение в условиях работы с преобладанием факторов, обусловливающих накопление усталости. Суперсплавы на базе никеля можно применять при температуре до 1100 °С, на базе никеля с железом — до 700 °С. В то же время указанное достоинство сочетается с затруднениями при ковке, прокатке и обработке резанием.

Химический состав наиболее известных суперсплавов приведен в таблице. Они имеют устойчивую аустенитную матрицу, упрочненную формированием когерентной кристаллизационной интерметаллической фазы. Микроструктура суперсплавов исключительно стабильна и не подвержена изменениям под воздействием нагревания и охлаждения. Несколько худшие характеристики суперсплавов на базе никеля с железом при высоких температурах объясняются именно присутствием железа.

В настоящее время проводится технико-экономический анализ применимости суперсплавов в железнодорожной промышленности, в том числе для изготовления колес подвижного состава с увеличенным сроком службы. Первые результаты анализа подтвердили возможность получения определенных выгод за счет практически полного устранения вероятности возникновения ползунов и мартенситных превращений в зонах, подверженных интенсивным тепловым воздействиям. Кроме того, ожидается существенное уменьшение темпов износа гребня и поверхности катания колес. Полагают, что, несмотря на возможность изготовления цельнокатаных колес, более целесообразным с экономической точки зрения будет сочетание колесных центров из обычной стали с ободами из суперсплава или даже нанесение покрытий из суперсплава на ободы колес из обычной стали.

Ph. Cassidy. International Railway Journal, 2001, № 12, р. 40 – 41.