Исследование теплоемкости металлических материалов с покрытием методом лазерной вспышки

Изложены результаты измерений удельной теплоемкости образцов металлических материалов (нержавеющей стали 12Х18Н9Т, жаропрочного никелевого сплава ВЖМ-4) с термостойким силикатным эмалевым покрытием в диапазоне температур 20 - 1300 °C методом лазерной вспышки. В указанном температурном диапазоне покрытие характеризуется высокой и постоянной по величине степенью черноты, равной 0,9. Из анализа результатов измерений теплоемкости образцов стали и сравнения их со справочными и наиболее надежными литературными данными установлено, что уменьшение кажущейся теплоемкости в интервале температур 850 - 1100 °C вызвано экзотермическим тепловым эффектом. Отклонение результатов измерений от справочных данных составило не более 3 %. Получены новые данные по теплоемкости никелевого сплава ВЖМ-4. Описаны зависимости от температуры кажущейся (с учетом теплового эффекта растворения γ'-фазы) и истинной теплоемкостей. Отклонение расчетных значений от измеренных - не более 2 %.

specific heat capacity, thermal diffusivity, thermal conductivity, laser flash method, heat-resistant silicate enamel coating, adiabatic calorimeter, differential scanning calorimeter, emissivity of total radiation, удельная теплоемкость, температуропроводность, теплопроводность, метод лазерной вспышки, термостойкие силикатные эмалевые покрытия, адиабатический калориметр, степень черноты полного излучения

1. Каблов Е. Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей (сплавы, технологии, покрытия). - М.: МИСиС, 2006. - 632 с.

2. Калинин Д. Ю., Каблов Е. Н. Моделирование и управление процессами теплообмена при направленной кристаллизации жаропрочных сплавов / В сб. материалов V Минского Международного форума по тепло- и массообмену. - Минск, 2004. С. 9- 15.

3. ASTM E 1461-01. Standard Test Method for Thermal Diffusivity by the Flash Method. 2001. P. 1 - 13.

4. Солнцев С. С. Защитные технологические покрытия и тугоплавкие эмали. - М.: Машиностроение, 1984. - 256 с.

5. Солнцев С. С., Розененкова В. А., Миронова Н. А., Гаврилов С. В. Керамические покрытия для защиты высокопрочной стали при термической обработке / Авиационные материалы и технологии. 2011. № 4. С. 3 - 8.

6. Солнцев С. С., Швагирева В. В., Исаева Н. В., Соловьева Г. А. Армированные жаростойкие стеклоэмали для камер сгорания газотурбинных двигателей / Авиационные материалы и технологии. 2010. № 1. С. 26 - 29.

7. Солнцев С. С., Розененкова В. А., Миронова Н. А. Высокотемпературные стеклокерамические покрытия и композиционные материалы / Авиационные материалы и технологии. 2012. № S. С. 359 - 368.

8. Каблов Е. H., Солнцев С. С., Розененкова В. А., Миронова Н. А. Современные полифункциональные высокотемпературные покрытия для никелевых сплавов, уплотнительных металлических волокнистых материалов и бериллиевых сплавов / Новости материаловедения. Наука и техника. 2013. № 1. Ст. 05. (materialsnews.ru).

9. Гомельский К. З., Лугинина В. Ф., Сенникова В. Н. Таблицы стандартных справочных данных. Стали 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т. Удельная энтальпия и удельная теплоемкость в диапазоне температур 400 - 1380 К при атмосферном давлении. ГСССД 32-82. - М.: Изд-во стандартов, 1983. - 12 с.

10. Minges V. L. Evalution of Thermophysical Properties Measurement Methods and Standard Reference Materials / CODATA Bulletin. 1986. February. P. 24.

11. Чеховской В. Я., Тарасов В. Д., Арсеев И. В. Экспериментальное исследование теплоемкости и энтальпии сталей аустенитного класса 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т в интервале температур 300- 1678 К / Теплофизика высоких температур. 2001. Т. 39. № 3. С. 450 - 459.

12. Quested P. N., Brooks R. F., Chapman L., Morrell R., Youssef Y., Mills K. C. Measurement and estimation of thermophysical properties of nickel based superalloys / Materials Science and Technology. 2009. Vol. 25. N 2. P. 154 - 162.