Влияние микролегирования La, Pr, Nd на формирование структуры деформируемого жаропрочного никелевого сплава типа ВЖ175

Е.Б. Чабина1, Е.В. Филонова1, Б.С. Ломберг1, М.М. Бакрадзе1
1ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов»
Аннотация
С помощью комплекса высокоразрешающих металлофизических и теплофизических методик исследованы особенности раздельного влияния лантана, празеодима и неодима на формирование структуры деформируемого жаропрочного никелевого сплава системы легирования Ni-Co-Cr-Al-Ti-W-Mo-Nb. Структурно-фазовое состояние материала трёх модельных составов изучали после термической обработки. Показано, что индивидуальное влияние лантана, празеодима и неодима на количество фаз, изменение структуры границ зёрен и межфазных границ и тепло-физические характеристики материала различно. Структура сплавов данного класса представляет собой зерна -твёрдого раствора с первичными частицами -фазы, равномерно распределёнными по границам зёрен. Сплав содержит карбиды МС на основе ниобия и титана, образующиеся на стадии кристаллизации материала при выплавке. Внутри зёрен твёрдый раствор упрочнён частицами вторичной -фазы. Границы зерен упрочнены частицами зернограничной -фазы, карбидами и боридами на основе хрома и молибдена. При введении в материал РЗЭ образуются интерметаллидные фазы сложного состава на основе никеля и РЗЭ разных размеров и морфологии, которые равномерно распределены в объёме материала, а также выделяются на границах зёрен и межфазных границах /, дополнительно упрочняя их. Выявлены различия в изменении структуры материала: максимальное количество вторичных карбидов, боридов и интерметаллидных фаз с РЗЭ по границам зёрен и по межфазным границам / после термической обработки содержится в составе с празеодимом; состав с неодимом отличается максимальным количеством наноразмерной -фазы и минимальным количеством вторичной интерметаллидной фазы с РЗЭ. Составы, содержащие лантан, празеодим и неодим, различаются температурой и суммарной теплотой эндотермического эффекта растворения карбидной, боридной и интерметаллидной фаз.
Получена: 11 июня 2015   Исправлена: 30 октября 2015   Принята: 06 ноября 2015
Просмотры: 134   Загрузки: 34
Ссылки
1.
Kablov E.N. Strategical areas of developing materials andtheir processing technologies for the period of up to 2030,Aviation Materials and Technologies. No. S, 7 (2012) (inRussian).
2.
Cast Blades of Gas Turbine Engines: Alloys, Technology,Coatings. Under the general editorship of Kablov E.N.,2nd edition. Moscow, Nauka, 2006. 632 p. (in Russian).
3.
Kablov E.N., Ospennikova O.G., Lomberg B.S.Comprehensive innovative technology of isothermalforging of superalloy discs in air in the superplasticityregime, Aviation Materials and Technologies. No. S, 129 (2012) (in Russian).
4.
Superalloys. Vol. II / ed. by Ch.T. Sims, N.S. Stoloff, W.C.Hagel. Transl. from English. Moscow: Metallurgiya. 1995. Book 1. 384 p. (in Russian).
5.
Bokstein S.Z., Kishkin S.T., Shalin R.E. Structural stabilityof structural materials. In the book: Aviation Materials atthe Turn between XX-XXI Centuries. Moscow: VIAM. 1994. P. 547. (in Russian).
6.
McLean M., Strang A. Effects of trace elements onmechanical properties of superalloys. Metals Technology,11 (10), 454 (1984).
7.
Lomberg B.S., Ovsepyan S.V., Bakradze M.M., MazalovI.S. High-temperature Ni alloys for gas-turbine engineparts, Aviation Materials and Technologies. No. S, 52 (2012) (in Russian).
8.
Lomberg B.S., Bakradze M.M., Chabina E.B., FilonovaE.V. Relationship between the structure and properties ofhigh-temperature Ni alloys for gas-turbine engine discs,Aviation Materials and Technologies. No. 2, 25 (2011) (in Russian).
9.
Lomberg B.S., Bakradze M.M., Chabina E.B., FilonovaE.V. Effect of microalloying elements on structural andphase stability and properties of heat-resistant deformablealloy (with long operation time), Metallurg. 9, 93 (2013)(in Russian).
10.
Lomberg B.S., Ovsepyan S.V., Bakradze M.M. Peculiaritiesof the alloying and heat treatment of high-temperatureNi alloys for discs of gas-turbine engines of the nextgeneration, Aviation Materials and Technologies. 2, 3, (2010) (in Russian).
11.
Bakradze M.M., Ovsepyan S.V., Shugaev S.A., LetnikovM.N. The influence of quenching on structure andproperties of nickel-based superalloy EK151-ID forgings,Works of VIAM. 9, Paper 01 (2013) (viam-works.ru) (in Russian).
12.
Lomberg B. S., Ovsepyan S. V., Bakradze M. M. Newhigh-temperature Ni alloy for discs of gas-turbine enginesand gas-turbine plants, Materialovedenie. 7, 24 (2010) (in Russian).
13.
Artyushov V.N., Kudrin A.A., Kirpichnikov M.S.,Ponomareva L.L. Effect of microalloying on processductility of high-temperature alloy KhN62MBKTYu(EP742-ID), Metallurgist. 55 (7-8), 591 (2011).
14.
Kozlov E.V., Nikonenko E.L., Popova N.A., Koneva N.A.Effect of alloying by lanthanum on phase compositionof super-alloys based on Ni–Al–Cr, Tambov UniversityReports, Series: Natural and Technical Sciences. 18(4), 1527 (2013) (in Russian).
15.
Chabina E.B., Filonova E.V., Lomberg B.S., BakradzeM.M. All Materials. Encyclopedic directory. 6, 22 (2012)(in Russian).
16.
Chabina E.B., Filonova E.V., Lomberg B. S., Zaitsev D.V.Structure formation in a nickel superalloy complexlyalloyed with lanthanides, Russian Metallurgy 11, 904(2014).
17.
Chabina E.B., Alekseev A.A., Filonova E.V., Lukina E.A.The use of methods of analytical microscopy and X-raydiffraction analysis for the study of the structural-phasestate of materials, Works of VIAM. 5, Paper 06 (2013)(viam-works.ru) (in Russian).