Юный техник 1976-01, страница 24

ВЫРАЩИВАЮТСЯ ЛОПАТКИ

Хотя выращивание кристаллов из перенасыщенного раствора соли относится к числу простейших школьных экспериментов, многие тайны зарождения и роста кристаллов разгаданы учеными лишь в последнее время. Изменяя соответствующим образом режим кристаллизации, специалисты по электронике, например, научились выращивать микроскопические кристаллы-усилители, кристаллы — запоминающие устройства вычислительных машин, оптические кристаллы для лазеров.

А не так давно в деле выращивания сделан еще один шаг. Советские ученые под руководством доктора технических наук Д. Петрова разработали метод получения монокристаллических лопаток для газовых турбин. Чем же не удовлетворяют инженеров обычные литые лопатки? При высокой температуре и больших механических напряжениях они разрушаются. Происходит это потому, что рабочие лопатки газовых турбин, как и другие металлические детали, состоят из множества мелких кристалликов. Границы между ними — самое уязвимое место. Именно здесь образуются микротрещины, которые в конце концов приводят к разрушению. Монокристаллические лопатки состоят из одного кристалла, внутри их нет никаких границ. Поэтому

они в 5—10 раз долговечнее, при критических нагрузках лопатки не ломаются, а лишь деформируются.

Но как изготовить лопатку сложной формы, чтобы она состояла из одного кристалла? Ведь при остывании металла ниже температуры плавления присутствующие в нем примеси и даже острые выступы формы могут играть роль многочисленных центров кристаллизации. Словно по команде, начинают группироваться вокруг них атомы основного металла. И когда кристаллы приходят в соприкосновение друг с другом, стройный порядок кристаллической решетки в этом месте нарушается, образуются границы спаянности — наиболее слабое место лопаток. Значит, ученые и инженеры должны были найти такой режим, при котором образовывался бы только один доминирующий центр, а остальные подавлялись бы. И они сумели сделать это, сконструировав индукционную вакуумную установку. На ней можно получать в одной форме сразу несколько изделий со строго одинаковыми размерами. Геометрическая форма их может быть самой разнообразной: цилиндрической, прямоугольной или переменного сечения. Причем детали получаются настолько чистыми, что последующая обработка не нужна.

Прежде чем пустить в ход установку, из плавильной камеры тщательно откачивают воздух. Только так можно уберечь расплав от окисления и примесей. Рабочий цикл печи начинается с подачи пустой формы в загрузочную камеру. Входную дверь закрывают и