Микроструктура и механические свойства на сжатие при температурах 1000 –1200°С жаропрочных никелевых сплавов с высоким содержанием γ'-образующих элементов

Р.И. Зайнуллин, А.А. Ганеев, Р.В. Шахов, А.В. Логунов, Ш.Х. Мухтаров ORCID logo , В.М. Имаев показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 22 июня 2020; Исправлена: 09 июля 2020; Принята: 13 июля 2020
Цитирование: Р.И. Зайнуллин, А.А. Ганеев, Р.В. Шахов, А.В. Логунов, Ш.Х. Мухтаров, В.М. Имаев. Микроструктура и механические свойства на сжатие при температурах 1000 –1200°С жаропрочных никелевых сплавов с высоким содержанием γ'-образующих элементов. Письма о материалах. 2020. Т.10. №4. С.381-386
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-4-381-386

Аннотация

Зависимости напряжения течения от степени деформации исследуемых сплавов при 1200°С и микроструктура одного из нихВ работе изучались экспериментальные сплавы на основе никеля, высоколегированные γ'-образующими элементами и элементами замещения, с точки зрения потенциального использования в качестве инструментальных материалов для изотермического штампового блока и раскатных роликов раскатного стана, предназначенных для деформационной обработки наиболее жаропрочных никелевых сплавов при температурах 1100 –1200°С. Для сравнения был взят также известный сплав на основе интерметаллидной фазы γ'(Ni3Al), близкий по составу к сплаву ВКНА-4. Изучение микроструктуры экспериментальных никелевых сплавов обнаружило высокую объемную долю (≥70 %) γ'-фазы, причем в одном из сплавов из‑за избыточного содержания γ'-образующих элементов присутствовала крупная первичная γ'-фаза, которая не растворялась при температурах нагрева вплоть до 1350°С. Эксперименты на сжатие показали, что новые никелевые сплавы имеют более высокие значения предела текучести в интервале температур 1000 –1200°С, чем сплав на основе интерметаллидной фазы γ'(Ni3Al). Так, при температуре 1200°С предел текучести экспериментальных никелевых сплавов оказался 165 и 140 МПа против 110 МПа для сплава на основе интерметаллидной фазы γ'(Ni3Al). Сравнение с литературными данными также подтвердило, что новые сплавы имели сравнимый или превосходящий предел текучести в интервале температур 1000 –1200°С в сравнении с известными ВКНА-сплавами. Выполненная работа показала, что экспериментальные сплавы потенциально могут быть использованы для изготовления штампового инструмента и раскатных роликов для формообразования при 1100 –1200°С наиболее жаропрочных никелевых сплавов, используемых для изготовления дисков для газотурбинного двигателя.

Ссылки (13)

1. R. C. Reed. The superalloys: Fundamentals and Applications. Cambridge University Press (2006) 372 p. Crossref
2. M. C. Kushan, S. C. Uzgur, Y. Uzunonat, F. Diltemiz. Recent Advances in Aircraft Technology. InTech Rijeka, Croatia (2012) p. 75. Crossref
3. Sh. Kh. Mukhtarov, V. M. Imayev, A. V. Logunov, Yu. N. Shmotin, A. M. Mikhailov, R. A. Gaisin, R. V. Shakhov, A. A. Ganeev, R. M. Imayev. Mater. Sci. & Technol. 35 (13), 1605 (2019). Crossref
4. K. Sahithya, I. Balasundar, P. Pant, T. Raghu. J. Alloys Compd. 821, 153455 (2020). Crossref
5. A. A. Ganeev, V. A. Valitov, F. Z. Utyashev, V. M. Imayev. The Physics of Metals and Metallography. 120 (4), 442 (2019). (in Russian) [A. A. Ганеев, В. A. Валитов, Ф. З. Утяшев, В. M. Имаев. Физика металлов и металловедение. 120 (4), 442 (2019).]. Crossref
6. E. N. Kablov, O. G. Ospennikova, O. A. Bazyleva. Vestnik MGTU im N. E. Baumana. Ser. Mashinostroenie. SP2, 13 (2011). (in Russian) [E. Н. Каблов, O. Г. Оспенникова, O. A. Базылева. Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Машиностроение. SP2, 13 (2011).].
7. K. B. Povarova, N. K. Kazanskaya, V. P. Buntushkin, V. G. Kostogryz, V. G. Bakharev, V. I. Mironov, O. A. Bazyleva, A. A. Drozdov, I. O. Bannykh. Russian metallurgy (Metally). 3, 269 (2003). (in Russian) [К. Б. Поварова, Н. К. Казанская, В. П. Бунтушкин, В. Г. Костогрыз, В. Г. Бахарев, В. И. Миронов, О. А. Базылева, А. А. Дроздов, И. О. Банных. Металлы. 3, 269 (2003).].
8. R. I. Zainullin, A. A. Ganeev, R. V. Shakhov, A. V. Logunov, Sh. Kh. Mukhtarov, V. M. Imayev. Letters on Materials. 9 (4), 490 (2019). Crossref
9. J. Schramm. Z. Metallkd. 33, 347 (1941).
10. I. Ansara, N. Dupin, H. L. Lukas, B. Sundman. J. Alloys Compd. 247, 20 (1997). Crossref
11. E. B. Chabina, N. V. Petrushin, M. B. Bronfin, L. A. Dyachkova. Russian metallurgy (Metally). 3, 85 (1994). (in Russian) [Е. Б. Чабина, Н. В. Петрушин, М. Б. Бронфин, Л. А. Дьячкова. Металлы. 3, 85 (1994).].
12. E. N. Kablov, O. G. Ospennikova, O. A. Bazyleva. Dvigatel. 4 (70), 22 (2010). (in Russian) [Е. Н. Каблов, О. Г. Оспенникова, О. А. Базылева. Двигатель. 4 (70), 22 (2010).].
13. O. G. Ospennikova. Razrabotka nauchnykh osnov sozdaniya novogo pokoleniya liteinykh jaroprochnykh nanostrukturirovannykh nikelevykh splavov ponijennoi plotnosti s trebuemym kompleksom mekhanicheskikh svoistv: Dissertacija na soiskanie stepeni doktora tehnicheskih nauk. Moscow (2018) 321 p. (in Russian) [О. Г. Оспенникова. Разработка научных основ создания нового поколения литейных жаропрочных наноструктурированных никелевых сплавов пониженной плотности с требуемым комплексом механических свойств: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва (2018) 321 с.].

Другие статьи на эту тему

Финансирование

1. Министерство науки и высшего образования Российской Федерации - #AAAA-A17-117041310215-4