CC BY
41
УДК 669.018.44:669.245 doi: 10.18577/2071-9140-2015-0-3-3-9
Д.Е. Каблов1, В.В. Сидоров1, П.Г. Мин1, В.В. Герасимов1, Ю.А. Бондаренко1
ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ СЕРЫ И ФОСФОРА НА СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ ЖАРОПРОЧНОГО СПЛАВА ЖС36-ВИ И РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ ЕГО РАФИНИРОВАНИЯ
Исследовано влияние примесей серы и фосфора на жаропрочные свойства монокристаллов из сплава ЖС36-ВИ, предназначенного для литья монокристаллических лопаток газотурбинных двигателей. Установлено, что обе примеси при повышенном их содержании снижают жаропрочные свойства монокристаллов данного сплава. Для устранения вредного влияния этих примесей предложено микролегироват ь сплав лантаном.
Ключевые слова: сера, фосфор, монокристалл, жаропрочный сплав, свойства, лантан.
The sulfur and phosphorus influence on stress rupture properties of single crystal GhS36-VI supperalloy for single crystal blades casting of gas turbine engines was investigated. It was established that both impurities in case of their high content reduce stress rupture properties of the alloy single crystal. For eliminating the harmful impurities influence it is suggested the microalloying of alloy by lanthanum.
Keywords: sulfur, phosphorus, single crystal, supperalloys, properties, lanthanum.
"'Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» Государственный научный центр Российской Федерации
[Federal state unitary enterprise «All-Russian scientific research institute of aviation materials» State research center of the Russian Federation] E-mail: admin@viam.ru
Введение
В настоящее время на всех моторостроительных предприятиях и в авиационных КБ для серийных и разрабатываемых газотурбинных двигателей (ГТД) широко применяются рабочие лопатки с монокристаллической структурой, поскольку это направление является одним из способов повышения эффективности ГТД вследствие дополнительного увеличения температуры газа перед турбиной [1-4]. Поэтому создание современных высокоресурсных авиационных ГТД невозможно без применения в них лопаток с монокристаллической структурой. Наряду с высокими жаропрочными свойствами такие лопатки отличаются повышенной термостойкостью и более медленным темпом разупрочнения металла при эксплуатации, а также повышенной механической и термической выносливостью. Такое уникальное сочетание различных свойств в монокристаллах позволяет эффективно использовать их в качестве материала лопаток турбины для работы в условиях сверхвысоких температур и напряжений.
В отличие от традиционных литейных жаропрочных сплавов с равноосной и направленной структурой, к монокристаллическим сплавам предъявляются повышенные требования по обеспечению ультравысокой чистоты по вредным примесям, в частности - по сере и фосфору [5-9]. Это гарантирует бездефектный рост монокристаллов с заданной кристаллографической ориентацией, получение высокого уровня свойств, отсутствие образования ТПУ фаз, стабильность их микроструктуры при длительной эксплуатации лопаток в двигателе.
Присутствуя в сплаве, сера и фосфор могут образовывать с компонентами сплава неметаллические включения в виде сульфидов и фосфидов, которые являются концентраторами напряжений, инициирующими зарождение трещин при эксплуатации лопаток и ухудшающими тем самым их свойства, в первую очередь - жаропрочность. Кроме того, сера и фосфор имеют низкую растворимость в никеле и образуют легкоплавкие эвтектики с температурой плавления: 650°С - NiS, 850°С - №Р.
В последнее время появились работы [10-12], в которых отмечается отрицательное влияние серы, находящейся в литейных жаропрочных сплавах даже на уровне нескольких ррт (1 ррт=0,0001%), на стойкость защитных покрытий к высокотемпературному окислению и сульфидной коррозии. Установлено, что при содержании в сплаве серы >1 ррт ухудшается адгезия защитного покрытия к основному металлу из-за диффузии серы в покрытие. При этом снижается надежность и ресурс защитного покрытия на деталях двигателя. Отмечается, что при выплавке сплавов в вакуумных индукционных печах из шихтовых материалов в сплав может переходить до 0,009%* S [13]. В отличие от плавки на воздухе, где сера удаляется из металла благодаря применению шлаков, при плавке в вакууме испарения серы из расплава практически не происходит из-за низкой упругости паров серы при температурах проведения процесса плавки.
* Здесь и далее - % (по массе).
Одной из малоизученных примесей в литейных жаропрочных сплавах является фосфор. В научно-технической литературе имеются противоречивые сведения о влиянии фосфора на свойства жаропрочных сплавов. В работе [14] показано, что в сплаве DZ125L при повышении содержания фосфора с 0,0005 до 0,0052% долговечность при испытании на длительную прочность (при 760°С, с=804 МПа) снизилась с 336 до 126 ч соответственно. В работе [15] показано, что в литейном жаропрочном сплаве М963 с повышением содержания фосфора с 0,002 до 0,01% существенно снижаются длительная прочность и пластичность при повышенных температурах.
Влияние фосфора на микроструктуру и сопротивление разрушению при 650°С и напряжении 600 МПа модельного деформируемого жаропрочного сплава ¡N783, содержащего от 0,0034 до 0,016% фосфора, исследовано в работе [16]. Авторы данной работы показали, что фосфор способствует образованию на границах зерен выделений фазы Р-№А1 и фосфидов ниобия. Выделения Р-№А1 существенно улучшают сопротивление коррозии по границам зерен в поверхностном слое сплава. Однако при увеличении в сплаве содержания фосфора его зернограничная сегрегация увеличивается, силы межатомного взаимодействия на межфазной границе р/у внутри сплава ослабевают, что приводит к образованию трещин на границах зерен и снижению долговечности сплава. В отличие от трех предыдущих работ в работе [17] установлено, что в сплаве Ш718 с увеличением содержания фосфора с 0,003 до 0,02% повысились значения длительной прочности (при температурах 650 и 750°С) и ползучести.
По ТУ на отечественные литейные жаропрочные сплавы содержание серы и фосфора в них должно быть соответственно: не более 0,01 и 0,015% - для сплавов с равноосной структурой; не более 0,005 и 0,01% - для сплавов с направленной и монокристаллической структурой. Однако специальных исследований по влиянию серы и фосфора на свойства современных литейных жаропрочных сплавов с монокристаллической структурой не проводилось.
В связи с вышеизложенным цель данной работы заключалась в экспериментальном исследовании влияния серы и фосфора на комплекс свойств монокристаллических литейных высокожаропрочных сплавов и разработке эффективных способов их рафинирования от этих примесей.
Материалы и методы
Исследования проводили на литейном высокожаропрочном сплаве для монокристаллического литья марки ЖС36-ВИ (ТУ1-595-4-473), предназначенном для изготовления охлаждаемых лопаток методом направленной кристаллизации с использованием затравки заданной ориентации. Химический состав сплава, %: (3,5-4,5) Сг; (5-9) Со;
(1-2,2) Mo; (11-12,5) W; (1,8-2,3) Re, (0,7-1,5) Nb; (0,7-1,5) Ti; (5,5-6,2) Al; не более 0,015 C; остальное - Ni.
Сплав ЖС36-ВИ относится к классу безуглеродистых монокристаллических сплавов (С<0,015%); содержит в 2 раза меньшую концентрацию рения (2%), чем сплав ЖС32-ВИ; не содержит тантала, вследствие чего его стоимость ниже более чем в 2 раза. Сплав может длительно работать при температурах до 1100°С, с забросами - до 1150°С.
Плавку сплава осуществляли в вакуумной индукционной печи ВИАМ 2002 в тигле вместимостью 20 кг на чистых шихтовых материалах. Для нейтрализации и удаления из сплава серы и фосфора в расплав, предварительно рафинированный магнием, добавляли лантан в виде присадки.
Содержание легирующих элементов определяли методами оптико-эмиссионной спектрометрии с искровым возбуждением пробы на установке ARL 4460 и волнодисперсионной рентгенофлуо-ресцентной спектрометрии на установке S4 EXPLORER. Содержание серы определяли на анализаторе CS600 фирмы Leco [18], а содержание фосфора - методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на установке iCAPQ фирмы Thermo Fisher Scientific.
Металл заливали в стальную трубу с внутренним диаметром 90 мм, часть металла - через пе-нокерамический фильтр, нагретый до 1000°С. Поверхность полученных слитков подвергали механической обработке , а затем переплавляли методом направленной кристаллизации на установках УВНК-9А и УВНС-5 для получения монокристаллических заготовок с кристаллографической ориентацией <001> [19]. Предварительно в готовые прокаленные керамические формы устанавливали затравки из сплава системы Ni-W с азимутальной ориентацией <001>. Расплавленный металл заливали в нагретые керамические формы, после чего начинали процесс направленной кристаллизации монокристаллов при движении формы с заданной скоростью (4-6 мм/мин) из зоны нагрева в зону охлаждения.
Величина теплового градиента на установке УВНК-9А составляла 70°С/мм, тогда как на высокоградиентной установке УВНС-5 она составляла 150°С/мм, т. е. в 2 раза выше. Это позволяет получать в отливках совершенную тонкодендритную структуру монокристалла с минимальными значениями междендритного расстояния и микропористости.
Из металла каждой плавки с различным содержанием серы и из металла с повышенным содержанием фосфора (без La и с La) отлили заготовки с монокристаллической структурой: 18 шт. - на установке УВНК-9А, 10 шт. - на установке УВНС-5.
С помощью визуального контроля и методом КГО выявили заготовки, которые имели направленную структуру (два и более зерен). Результаты контроля приведены в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Результаты контроля макроструктуры заготовок из сплава ЖС36-ВИ с различным содержанием серы
Условный номер Установка Содержание [Б], % Результаты контроля макроструктуры, шт.
плавки МОНО НК
1 3 УВНК-9А 0,0072 0,0007 15 17 3 (16%) 1 (6%)
1 3 УВНС-5 0,0072 0,0007 6 8 4 (40%) 2 (20%)
Таблица 2
Результаты контроля макроструктуры заготовок из сплава ЖС36-ВИ с фосфором
Условный номер Установка Содержание [Р], Результаты контроля макроструктуры, шт.
плавки % МОНО НК
1 УВНК-9А 0,019 16 2 (11%)
3 0,019+La 18 0
1 УВНС-5 0,019 8 2 (20%)
3 0,019+La 9 1 (10%)
Видно, что если примеси серы и фосфора не связаны в сплаве в тугоплавкие соединения с лантаном, то при кристаллизации они могут нарушать условия роста монокристаллов и способствовать образованию паразитных зерен, тем самым снижая выход годных отливок.
Из термически обработанных монокристаллических заготовок готовили образцы и проводили испытания на кратковременную и длительную прочность с записью деформации ползучести.
Результаты и обсуждение
Проведены работы по удалению серы из сплава ЖС36-ВИ с использованием присадки в виде редкоземельных металлов (РЗМ) - в частности лантана [20-24]. РЗМ являются эффективными рафинирующими добавками, поскольку из-за своей высокой химической активности нейтрализуют вредное влияние примесей, образуя с ними тугоплавкие (термически прочные) химические соединения [25]. Содержание серы контролировали до и после введения лантана в виде присадки, а также после фильтрации расплава через пенокерами-ческий фильтр. Полученные результаты приведены в табл. 3.
Анализ результатов (табл. 3) показывает, что лантан является весьма эффективным элементом для нейтрализации и удаления серы из сплава. Поскольку температура плавления сульфидов лантана составляет >2000°С (2200°С - LaS, 2150°С -La2S3, 2100°С - La3S4), в расплаве они находятся в твердом состоянии и могут удаляться путем сорбирования на стенки плавильного тигля, а также, возможно, путем всплывания, так как плотность сульфидов лантана ниже, чем плотность расплава (соответственно 5,2-5,7 и 7-7,5 г/см3) [25].
Сера в виде сульфидов лантана дополнительно удаляется при прохождении расплава через пено-керамический фильтр за счет их адгезии на фильтре. В результате степень десульфурации сплава составила ~90%.
Исследована керамика плавильного тигля до и после проведения плавок металла, содержащего сульфиды лантана, а также - материал пенокера-мического фильтра до и после фильтрации. Установлено, что при плавке и разливке через пеноке-рамический фильтр имеет место насыщение серой как керамики плавильного тигля, так и материала фильтра. Если в рабочем слое тигля до проведения плавок содержание серы составляло 0,0027%, то после окончания плавок оно увеличилось до 0,045%; содержание серы в материале фильтра после окончания плавок также повысилось - с 0,0005 (до фильтрации) до 0,0013% (после фильтрации). Содержание серы в металле, взятом с материала фильтра после проведения плавок (0,029%), и особенно - в гарнисаже на стенках тигля (1,29%), в несколько раз превышает содержание серы в готовом металле (0,0005-0,0009%).
Проведены работы по изучению возможности рафинирования от фосфора сплава ЖС36-ВИ. Для нейтрализации и удаления фосфора, также как и для удаления серы, в расплав вводили лантан в виде присадки. Фосфор (как и сера) образует с РЗМ, в частности с лантаном, тугоплавкие соединения с температурой плавления 2150°С [25]. Контролировали содержание фосфора до и после введения лантана в виде присадки, а также после фильтрации. Полученные результаты приведены в табл. 4.
Анализ полученных данных показывает, что в результате введения лантана в виде присадки и последующей фильтрации расплава соединения фосфора (в отличие от серы) из металла не удаляются, что подтверждают результаты химического анализа.
В то время как сера является сильным поверхностно-активным элементом [26], фосфор, наоборот - слабым, поэтому, хотя он образует тугоплавкие соединения с РЗМ, они практически не сорбируются на поверхности тигля и фильтра.
После проведения плавок контролировали содержание фосфора в гарнисаже на стенках тигля и
Таблица 3
Влияние присадки лантана и фильтрации расплава при разливке на содержание серы в сплаве ЖС36-ВИ
Условный номер Вид рафинирования Содержание % Степень десульфурации*, %
плавки от включений серы
1 До присадки серы 0,0002 -
После присадки 0,01% S 0,0094 -
После фильтрации 0,0094 0
2 До присадки серы 0,0004 -
После присадки 0,005% S 0,0047 -
После присадки La 0,0015 68
После фильтрации 0,0005 89
3 До присадки серы 0,0026 -
После присадки 0,005% S 0,0079 -
После присадки La 0,0016 79
После фильтрации 0,0009 89
1 (Инач-ИконечУ100/Итч.
Таблица 4
Влияние присадки лантана и фильтрации расплава при разливке на содержание фосфора в сплаве ЖС36-ВИ
Условный номер Вид рафинирования Содержание [Р], % Степень дефосфорации*, %
плавки от включений фосфора
1 До присадки фосфора 0,0029 -
После присадки 0,012% Р 0,013 -
После присадки La 0,013 0
2 После присадки 0,015% Р 0,017 -
После присадки La 0,0195 -
После фильтрации 0,02 0
' «Р]нач-[Р]конечУ100/[Р]н:
в готовом металле - установлено, что оно практически одинаковое: 0,014 и 0,013-0,018% соответственно.
Испытания на длительную прочность (по ТУ1-595-4-473 время до разрушения т>40 ч) проводили при температурах 975°С и напряжении 320 МПа и при 1000°С и напряжении 185 МПа на базе 500 ч. Результаты испытаний приведены в табл. 5 и 6.
Видно, что при испытании сплава ЖС36-ВИ на длительную прочность по ТУ (база 40 ч) значения долговечности образцов плавок с пониженным и повышенным содержанием серы приблизительно одинаковые (табл. 5). Однако при испытаниях на базе 500 ч образцов, отлитых на установке УВНК-9А, долговечность плавок с повышенным содержанием серы (0,0072%) в 1,3-1,5 раза ниже, чем с пониженным (0,0014 и 0,0007%) содержанием.
Такая же закономерность отмечается для образцов, отлитых на установке УВНС-5, однако при испытаниях на базе 500 ч долговечность образцов сплава с повышенным содержанием серы только в 1,05-1,15 раза ниже, чем с низким содержанием.
Следует отметить, что по мере снижения содержания серы в сплаве его долговечность повышается.
При проведении испытаний на длительную прочность образцов, отлитых на установке УВНК-9А (табл. 5 и 6), проводили запись дефор-
мации ползучести. Получены первичные кривые ползучести монокристаллов сплава ЖС36-ВИ (см. рисунок).
Как видно из данных, представленных в табл. 5 и на рисунке, а, при уменьшении содержания серы в сплаве с 0,0072 до 0,0007% увеличивается время накопления деформации ползучести, т. е. повышается сопротивление ползучести.
Анализ данных табл. 6 показывает, что, как и в случае испытаний образцов с серой, значения долговечности всех плавок на базе 40 ч (по ТУ) приблизительно одинаковые, однако при испытаниях на базе 500 ч заметно влияние присадки лантана, особенно в образцах, отлитых на установке УВНС-5. В сплаве с присадкой лантана долговечность увеличилась в 1,15-1,2 (УВНК-9А) и 1,441,47 раза (УВНС-5).
Как видно из данных, представленных в табл. 6 и на рисунке, б, присадка лантана в сплав ЖС36-ВИ с повышенным содержанием фосфора позволила увеличить время накопления деформации ползучести и тем самым повысить сопротивление ползучести.
Монокристаллы сплава ЖС36-ВИ с примесями серы и фосфора испытывали также при кратковременном растяжении при температурах 20, 900 и 1100°С (табл. 7 и 8).
Анализ данных табл. 7 и 8 показывает, что свойства сплава ЖС36-ВИ при кратковременном разрыве (предел прочности при растяжении св, предел текучести с0,2, относительное удлинение 5
Таблица 5
Результаты испытаний на длительную прочность монокристаллов сплава ЖС36-ВИ
с различным содержанием серы
Условный Установка Особенности Содержание [S], % (исходное состояние/ МОНО) Время до разрушения, ч
номер плавки технологии плавки при 975°С и а=320 МПа при 1000°С и а=185 МПа
1 УВНК-9А Присадка 0,01% S с фильтрацией 0,0085/0,0072 62 59 274 274 (274)
2 Присадка 0,005% S и La с фильтрацией 0,0013/0,0014 60 65 372 365 326 (354)
3 0,0005/0,0007 64 47 463 404 386 (418)
1 УВНС-5 Присадка 0,01% S с фильтрацией 0,0085/0,0077 63 62 380 410 (395)
2 Присадка 0,005% S и La с фильтрацией 0,0013/0,0012 74 75 434 419 393 (415)
3 0,0005/0,0006 65 68 453 454 (453)
Примечание. В скобках приведены средние значения времени до разрушения.
Таблица 6
Результаты испытаний на длительную прочность монокристаллов сплава ЖС36-ВИ с различным содержанием фосфора
Условный номер плавки Установка Особенности технологии плавки Содержание [Р], % (исходное состояние/ МОНО) Время до разрушения, ч
при 975°С и а=320 МПа при 1000°С и а=185 МПа
1 УВНК-9А Присадка 0,017% Р 0,018/0,017 61 57 329 309 (319)
2 Присадка 0,017% Р и La 0,017/0,017 58 62 369 (369)
3 Присадка 0,017% Р и La с фильтрацией 0,018/0,0175 72 65 395 370 (382)
1 УВНС-5 Присадка 0,017% Р 0,018/0,017 62 66 250 260 (255)
2 Присадка 0,017% Р и La 0,017/0,017 55 53 374 375 (374)
3 Присадка 0,017% Р и La с фильтрацией 0,018/0,017 55 88 375 362 (368)
Примечание. В скобках приведены средние значения времени до разрушения.
Кривые ползучести сплава ЖС36-ВИ МОНО <001> с различным содержанием серы (а; плавки 1-3 - см. табл. 5) и с повышенным содержанием фосфора (б; плавки 1-3 - см. табл. 6) после испытаний при температуре 1000°С и а=185 МПа (у кривых ползучести указано время до разрушения)
Таблица 7
Результаты испытаний на кратковременное растяжение монокристаллов сплава ЖС36-ВИ с серой
Условный номер плавки Установка Особенности технологии плавки Содержание И, % (исходное сос-тояние/МОНО) Испытания на растяжение образцов
при 20°С при 900°С при 1100°С
Ов О0,2 5 | у Ов О0,2 5 | у Ов О0,2 5 | у
М На % МП 1а % МП а %
1 УВНК-9А Присадка 0,01% S с фильтрацией 0,0085/0,0072 950 940 850 865 19 19,5 18 23,5 955 960 915 930 21,5 21,5 20,5 20,5 420 425 405 390 17,5 22 35 45
2 Присадка 0,005% S и La с фильтрацией 0,0013/0,0014 950 850 840 815 20,5 19 20,5 21 960 965 900 960 30 28 29 29 435 440 410 420 18,5 19,5 38 37
3 0,0005/0,0007 930 980 850 845 22 19 17 15 950 945 835 865 26 26 30 27 420 430 405 410 19,5 19 39 38
1 УВНС-5 Присадка 0,01% S с фильтрацией 0,0085/0,0077 1020 1080 820 845 20 21 14 21 935 915 925 875 25 27 25 25 435 420 410 395 20 20 44 46
2 Присадка 0,005% S и La с фильтрацией 0,0013/0,0012 1010 1050 800 835 19,5 19,5 19,5 19,5 970 965 915 960 35 35 33 36 455 450 435 425 20,5 23 49 55
3 0,0005/0,0006 1090 1130 845 855 20 20,5 20,5 23,5 965 935 950 870 37 38 36 39 345 435 335 415 20,5 20,5 47 51
Таблица 8
Результаты испытаний на кратковременный растяжение монокристаллов сплава ЖС36-ВИ с фосфором
Услов- Установка Особенности Содержание Испытания на растяжение образцов
ный номер плавки технологии плавки [Р], % (исходное сос-тояние/МОНО) при 20°С при 900°С при 1100°С
Ов О0,2 5 у Ов О0,2 5 у Ов О0,2 5 у
МПа % МПа % МПа %
1 УВНК-9А Присадка 0,017% Р 0,018/0,017 935 855 20 23 920 910 28 30 455 435 21,5 51
810 805 20 23 920 885 27 30 460 435 20,5 40
2 Присадка 0,017% Р 0,017/0,017 980 845 22 23 940 935 28 31 435 405 19 39
и La 820 850 20 20 975 905 26 29 425 400 18 36
3 Присадка 0,017% Р 0,018/0,0175 835 810 25 27 955 895 27 28 440 425 17,5 41
и Ьа с фильтрацией 925 845 18,5 18,5 970 955 26 28 445 430 17 37
1 УВНС-5 Присадка 0,017% Р 0,018/0,017 1020 835 19 21 955 950 33 29 460 445 20 44
1050 775 23 20 940 905 33 31 460 435 19,5 41
2 Присадка 0,017% Р 0,017/0,017 1000 835 22 23 925 870 33 29 430 405 17 37
и Ьа 1020 850 15,5 19 935 915 31 29 430 395 19,5 42
3 Присадка 0,017% Р 0,018/0,017 1050 850 18 19,5 975 970 32 33 445 420 16,5 47
и Ьа с фильтрацией 1 020 820 21 24 980 880 36 31 450 430 16,5 37
и относительное сужение у) на всех плавках с серой и фосфором при трех значениях температур практически одинаковые. Исключение составляют только величины относительного удлинения и сужения при температуре 900°С, которые снижаются в монокристаллах, отлитых на обеих установках из металла, содержащего повышенное количество серы.
Таким образом, можно констатировать, что введение присадки на основе РЗМ, в частности лантана, в литейные жаропрочные сплавы эффективно для нейтрализации вредного влияния примесей серы и фосфора. Однако механизм положительного влияния лантана различен. При введении лантана в расплав с повышенным содержанием серы и фосфора образуются тугоплавкие соединения лантана с этими примесями и таким образом нейтрализуется их вредное влияние. При этом соединения с серой удаляются из расплава за счет их адгезии на стенках плавильного тигля и на пенокерамическом фильтре при последующей разливке расплава. В отличие от серы, соединения лантана с фосфором из расплава не удаляются, что подтверждают результаты химического анализа при определении фосфора в сплаве.
Заключение
Установлено отрицательное влияние серы и фосфора на жаропрочные свойства монокристаллов сплава ЖС36-ВИ при испытаниях на длительную прочность на базе 500 и более часов, которые определяют ресурс работы изготовленных из него монокристаллических лопаток.
Для нейтрализации вредного влияния серы и фосфора сплав ЖС36-ВИ следует дополнительно микролегировать лантаном, который связывает серу и фосфор в термически прочные тугоплавкие соединения.
Предложен механизм положительного влияния лантана для нейтрализации вредного влияния примесей серы и фосфора, который предполагает удаление серы из расплава в виде тугоплавких соединений путем их адгезии на стенках плавильного тигля при плавке и на пенокерамическом фильтре при разливке. При этом фосфор, связанный в тугоплавкие соединения с лантаном, из расплава не удаляется.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» //Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33.
2. Каблов Е.Н., Бондаренко Ю.А., Ечин А.Б. и др. Раз-
витие процесса направленной кристаллизации лопаток ГТД из жаропрочных и интерметаллидных сплавов с монокристаллической структурой //Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2011. №SP2. С. 20-25.
3. Каблов Е.Н., Бондаренко Ю.А., Каблов Д.Е. Особенно-
сти структуры и жаропрочных свойств монокристаллов <001> высокорениевого никелевого жаропрочного сплава, полученного в условиях высокоградиентной направленной кристаллизации //Авиационные материалы и технологии. 2011. №4. С. 25-31.
4. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С., Сидо-
ров В.В. Приоритетные направления развития технологий производства жаропрочных материалов для авиационного двигателестроения //Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2013. №3. С. 47-54.
5. Каблов Д.Е., Сидоров В.В., Мин П.Г. Влияние примеси
азота на структуру монокристаллов жаропрочного никелевого сплава ЖС30-ВИ и разработка эффективных способов его рафинирования //Авиационные материалы и технологии. 2012. №2. С. 32-36.
6. Каблов Д.Е., Чабина Е.Б., Сидоров В.В., Мин П.Г. Исследование влияния азота на структуру и свойства монокристаллов из литейного жаропрочного сплава ЖС30-ВИ //МиТОМ. 2013. №8. С. 3-7.
7. Каблов Д.Е., Сидоров В.В., Мин П.Г. Закономерности поведения азота при получении монокристаллов жаропрочного никелевого сплава ЖС30-ВИ и его влияние на эксплуатационные свойства //МиТОМ. 2014. №1. С. 8-12.
8. Сидоров В.В., Мин П.Г., Бурцев В.Т., Каблов Д.Е.,
Вадеев В.Е. Компьютерное моделирование и экспериментальное исследование реакций рафинирования в вакууме сложнолегированных ренийсодержа-щих никелевых расплавов от примесей серы и кремния //Вестник РФФИ. 2015. №1 (85). С. 32-36.
9. Мин П.Г., Горюнов А.В., Вадеев В.Е. Современные
жаропрочные никелевые сплавы и эффективные ресурсосберегающие технологии их изготовления //Технология металлов. 2014. №8. С. 12-23.
10. Sarioglu C., Stinner C., Blanchere J.R., Birks N., Pettit F.S., Meier G.H. The control of sulfur content in nickelbase, single crystal superalloys and its effect on cyclic oxidation resistance /In: Superalloys-1996. P. 71-80.
11. Simpson T.M., Price A.R. Oxidation improvements of low sulfur processed superalloys /In: Superalloys-2000. P. 387-392.
12. Ultra low sulfur superalloy casting and method of making: pat. 5922148 US; pabl. 13.07.1999.
13. Сидоров В.В., Мин П.Г. Рафинирование сложноле-гированного никелевого сплава от примеси серы
при плавке в вакуумной индукционной печи. Ч. 1 //Электрометаллургия. 2014. №3. С. 18-23.
14. Yaoxiao Zhu, John Radavich et al. The development and Long-Time Structual Stability of a Low Segregation Hf Free Supperalloys - DZ125L /In.: Supper-alloys-2000. P. 329-339.
15. Chao Yuan, Fengshi Yin. Effect of Phosphorus on Microstructure and High Temperature Properties of a Cast Ni-base Superalloy //J. Mater. Sci. Technol. 2002. V. 18. №6. P. 555-557.
16. Yu L.X., Sun Y.R., Sun W.R., Sub X.F., Guo S.R., Hu Z.Q. The influence of phosphorus on the microstructure and stress-rupture properties in low thermal expantion superalloy //Mater. Sci. And Eng. A. 2010. V. 527. №4-5. P. 911-916.
17. Zhuanggi Hv, Hongwei Song. Effect of Phosphorus on Microstructure and Creep Property of IN718 Superal-loy //J. Mater. Sci. Technol. 2005. V. 21. P. 73-76.
18. Механик Е.А., Мин П.Г., Гундобин Н.В., Растегае-ва Г.Ю. Определение массовой доли серы в жаропрочных никелевых сплавах и сталях в диапазоне концентраций от 0,0001 до 0,0009% (по массе) //Труды ВИАМ. 2014. №9. Ст. 12 (viam-works.ru).
19. Каблов Е.Н., Бондаренко Ю.А., Ечин А.Б., Сурова В.А. Развитие процесса направленной кристаллизации лопаток ГТД из жаропрочных сплавов с монокристаллической и композиционной структурой //Авиационные материалы и технологии. 2012. №1. С. 3-8.
20. Каблов Е.Н., Сидоров В.В. Микролегирование РЗМ -современная технология повышения свойств литейных жаропрочных никелевых сплавов //Перспективные материалы. 2001. №1. С. 23-24.
21. Сидоров В.В., Мин П.Г., Фоломейкин Ю.И., Ваде-ев В.Е. Влияние скорости фильтрации сложнолеги-рованного никелевого расплава через пенокерами-ческий фильтр на содержание примеси серы в металле //Электрометаллургия. 2015. №5. С. 12-15.
22. Сидоров В.В., Мин П.Г. Рафинирование сложноле-гированного никелевого расплава от примеси серы при плавке в вакуумной индукционной печи. Ч. 2 //Электрометаллургия. 2014. №5. С. 26-30.
23. Мин П.Г., Сидоров В.В. Рафинирование отходов жаропрочного никелевого сплава ЖС32-ВИ от примеси кремния в условиях вакуумной индукционной плавки //Труды ВИАМ. 2014. №9. Ст. 01 (viam-works.ru).
24. Мин П.Г., Вадеев В.Е., Крамер В.В. Рафинирование некондиционных отходов деформируемых никелевых сплавов в вакуумной индукционной печи //Технология металлов. 2015. №4. С. 8-13.
25. Самсонов Г.В., Виницкий И.М. Тугоплавкие соединения. М.: Металлургия. 1976. 240 с.
26. Филиппов К.С., Бурцев В.Т., Сидоров В.В., Ри-гин В.Е. Исследование поверхностного натяжения и плотности расплава никеля, содержащего примеси серы, фосфора и азота //Физика и химия обработки материалов. 2013. №1. С. 52-56.
