Влияние деформационно-термической обработки на микроструктуру и сверхпластические свойства порошкового никелевого сплава ЭП741НП

А.А. Ганеев, В.А. Валитов, М.И. Нагимов, В.М. Имаев показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 11 декабря 2019; Исправлена: 16 января 2020; Принята: 23 января 2020
Цитирование: А.А. Ганеев, В.А. Валитов, М.И. Нагимов, В.М. Имаев. Влияние деформационно-термической обработки на микроструктуру и сверхпластические свойства порошкового никелевого сплава ЭП741НП. Письма о материалах. 2020. Т.10. №1. С.100-105
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-1-100-105

Аннотация

Мелкозернистая (верхние рисунки) и ультрамелкозернистая (нижние рисунки) структура сплава ЭП741НП после сверхпластической деформации.Работа посвящена исследованию микроструктуры и сверхпластических (СП) свойств жаропрочного порошкового никелевого сплава ЭП741НП, подвергнутого разной деформационно-термической обработке (ДТО), выполненной после предварительной гетерогенизационной обработки исходного компактированного сплава. Состояние 1 сплава было получено с помощью трехстадийной одноосной деформации сжатием в стальном контейнере с промежуточными рекристаллизационными отжигами при температуре немного ниже температуры полного растворения γʹ фазы (Ts − 30°C, где Ts — температура полного растворения γʹ фазы). Часть заготовок была подвергнута дополнительной низкотемпературной деформационной обработке, которую проводили в изотермических условиях сжатием без контейнера при температуре Ts − 230°C (состояние 2). Полученные состояния сплава изучали с помощью сканирующей электронной микроскопии, в том числе методом дифракции обратно-рассеянных электронов (EBSD-анализа). В заготовках сплава в состоянии 1 была получена преимущественно мелкозернистая структура типа микродуплекс. Заготовки сплава в состоянии 2 содержали ультрамелкозернистую составляющую с размером зерен / частиц менее 1 мкм, образовавшуюся в результате развития рекристаллизационных процессов при пониженной температуре. Обнаружено, что образцы сплава в состоянии 2 демонстрируют СП удлинения (δ = 200 –1320 %) при температурах Т = 900 –1000°С (έ = 5 ×10−4 –10−3 c−1), тогда как в состоянии 1 образцы сплава показывают СП удлинения (δ = 200 – 630 %) при значительно более высоких температурах (Т =1075 –1125°С, έ = 5 ×10−4 –10−3 c−1). Снижение температуры проявления эффекта СП и повышение СП свойств в состоянии 2 сплава (в сравнении с состоянием 1) обусловлено: i) увеличением протяженности высокоугловых межзеренных и межфазных границ, что благоприятствовало развитию зернограничного проскальзывания — основного механизма СП деформации; ii) высокой стабильностью микроструктуры — слабым изменением размера γ зерен и γʹ частиц в процессе СП течения; iii) уменьшением доли двойниковых границ, неблагоприятных для развития зернограничного проскальзывания.

Ссылки (15)

1. S. T. Kishkin. Sozdaniye, issledovaniye i primeneniye zharoprochnykh splavov: izbrannyye trudy (K 100-letiyu so dnya rozhdeniya). Moscow, Nauka (2006) 407 p. (in Russian) [С. Т. Кишкин. Создание, исследование и применение жаропрочных сплавов: избранные труды (К 100-летию со дня рождения). Москва, Наука (2006) 407 с.].
2. A. F. Belov, N. F. Anoshkin, O. Kh. Fatkullin. Struktura i svoystva granuliruyemykh nikelevykh splavov. Moscow, Metallurgiya (1984) 127 p. (in Russian) [А. Ф. Белов, Н. Ф. Аношкин, О. Х. Фаткуллин. Структура и свойства гранулируемых никелевых сплавов. Москва, Металлургия (1984) 127 с.].
3. A. V. Vostrikov, G. S. Garibov. Gas turbine technology. 3 (46), 34 (2006). (in Russian) [А. В. Востриков, Г. С. Гарибов. Газотурбинные технологии. 3 (46), 34 (2006).].
4. R. L. Athey, J. B. Moore. National Aerospace Engineering and Manufacturing meeting. Los Angeles, USA (1975). pp. 1-11.
5. Yu. A. Nozhnitskiy. Technology of light alloy. 3, 13 (2007). (in Russian) [Ю. А. Ножницкий. Технология легких сплавов. 3, 13 (2007).].
6. S. A. Kononov, A. S. Perevozov, B. A. Kolachev. Metally. 5, 86 (2007). (in Russian) [С. А. Кононов, А. С. Перевозов, Б. А. Колачев. Металлы. 5, 86 (2007).].
7. O. Kh. Fatkullin, V. I. Eremenko, O. N. Vlasova, N. M. Grits. Technology of light alloy. 5 - 6, 149 (2001). (in Russian) [О. Х. Фаткуллин, В. И. Еременко, О. Н. Власова, Н. М. Гриц. Технология легких сплавов. 5 - 6, 149 (2001).].
8. O. Kh. Fatkullin, V. I. Eremenko, O. N. Vlasova, V. G. Sklyarenko. Technology of light alloy. 4, 105 (2002). (in Russian) [О. Х. Фаткуллин, В. И. Еременко, О. Н. Власова, В. Г. Скляренко. Технологии легких сплавов. 4, 105 (2002).].
9. O. A. Kaibyshev, F. Z. Utyashev. Superplasticity: Microstructural Refinement and Superplastic Roll Forming. Futurepast. Arlington, Virginia, USA (2005). 386 p.
10. R. R. Mulyukov, R. M. Imayev, A. A. Nazarov et al. Sverkhplastichnost' ul'tramelkozernistykh splavov: eksperiment, teoriya, tekhnologii. Moscow, Nauka (2014) 284 p. (in Russian). [Р. Р. Мулюков, Р. М. Имаев, А. А. Назаров и др. Сверхпластичность ультрамелкозернистых сплавов: эксперимент, теория, технологии. Москва, Наука (2014) 284 с.].
11. O. A. Kaibyshev, V. A. Valitov, G. A. Salishchev. The Physics of Metals and Metallography. 4, 110 (1993).] (in Russian) [О. А. Кайбышев, В. А. Валитов, Г. А. Салищев. Физика металлов и металловедение. 4, 110 (1993).].
12. V. A. Valitov. Letters on Materials. 3, 50 (2013). (in Russian) [В. А. Валитов. Письма о материалах. 3, 50 (2013).]. Crossref
13. V. A. Valitov, G. A. Salishchev, Sh. Kh. Mukhtarov. Materials Science Forum. 243 - 245, 557 (1997). Crossref
14. A. A. Ganeev, V. A. Valitov. Letters on Materials. 5 (2), 152 (2015). (in Russian) [А. А. Ганеев, В. А. Валитов. Письма о Mатериалах. 5 (2), 152 (2015).]. Crossref
15. V. A. Valitov, G. A. Salishchev, Sh. Mukhtarov. Metally. 3, 127 (1994). (in Russian) [В. А. Валитов, Г. А. Салищев, Ш. Х. Мухтаров. Металлы. 3, 127 (1994).].

Другие статьи на эту тему

Распределение разориентировок на большеугловых границах деформационного происхождения: определение и анализ на базе данных по дифракции обратно рассеянных электронов на примере железа, подвергнутого большим деформациям
Н.Ю. Золоторевский, В.В. Рыбин, А.Н. Матвиенко, Э.А. Ушанова, С.Н. Сергеев
Влияние предварительной деформации на фазовый состав и прочностные свойства аустенитной нержавеющей стали, формируемые при ионно-плазменной обработке
В.А. Москвина, Е.Г. Астафурова, К.Н. Рамазанов, Г.Г. Майер, С.В. Астафуров, М.Ю. Панченко, Е.В. Мельников, Ю.П. Миронов, Е.А. Загибалова
Влияние ультразвуковой обработки на микроструктуру и микротвердость ультрамелкозернистого никеля, полученного методом кручения под высоким давлением
А.А. Мухаметгалина, А.А. Самигуллина, С.Н. Сергеев, А.П. Жиляев, А.А. Назаров, Ю.Р. Загидуллина, Н.Ю. Пархимович, В.В. Рубаник, Ю.В. Царенко

Финансирование

1. Российский научный фонд - грант РНФ № 18-19-00685
2. Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук - государственное задание № AAAA-A17-117041310215-4