Влияние Nb, Zr и Zr+Hf на параметры решеток интерметаллидных фаз и сопротивление ползучести γ-TiAl сплавов на основе Ti-44Al-0.2B

В.М. Имаев, Н.Ю. Пархимович, Д.М. Трофимов, Р.М. Имаев показать трудоустройства и электронную почту
Получена 01 октября 2021; Принята 30 ноября 2021;
Цитирование: В.М. Имаев, Н.Ю. Пархимович, Д.М. Трофимов, Р.М. Имаев. Влияние Nb, Zr и Zr+Hf на параметры решеток интерметаллидных фаз и сопротивление ползучести γ-TiAl сплавов на основе Ti-44Al-0.2B. Письма о материалах. 2021. Т.11. №4. С.524-530
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-4-524-530

Аннотация

Cтепень тетрагональности γ–фазы и отношение параметров решетки α2–фазы, полученные для исследуемых сплавов в дуплексных состоянияхМетодом рентгеновской дифракции изучали влияние легирования 5 ат.% Nb, 5 ат.% Zr и 5 ат.% (Zr+Hf) на параметры решеток γ(TiAl)- и α2(Ti3Al)-фазы интерметаллидных сплавов на основе Ti-44Al-0.2B (ат.%). Перед проведением рентгеноструктурного анализа в образцах сплавов были получены дуплексные структуры с близкими микроструктурными параметрами. Рентгеновские данные были использованы для расчета степени тетрагональности γ-фазы (cγ / aγ), отношения cα2 / aα2 α2-фазы и величины несоответствия параметров решеток фаз γ и α2 в исследуемых сплавах. Наибольшая степень тетрагональности (cγ / aγ) решетки γ-фазы (cγ / aγ =1.0124) наблюдается в базовом сплаве Ti-44Al-0.2B, меньшая в сплавах, легированных Nb, Zr+Hf и Zr (cγ / aγ =1.0116, 1.0075 и 1.0069, соответственно). Отношение cα2 / aα2 α2-фазы меняется в зависимости от легирования незначительно. Легирование Zr и Zr+Hf приводит к заметному снижению несоответствия параметров решеток γ / α2 фаз в сравнении со сплавом, легированным ниобием и базовым сплавом. Так, для сплавов Ti-44Al-5Zr-0.2B и Ti-44Al-5Nb-0.2B несоответствие параметров решеток γ / α2 фаз в обоих кристаллографических направлениях γ-фазы составило ε110 / ε101= 0.93 / 0.59 и ε110 / ε101=1.38 / 0.79, соответственно. Ранее было показано, что γ-TiAl сплавы на основе Ti-44Al-0.2B (ат.%), имеющие близкую дуплексную структуру, легированные Zr и Zr+Hf, демонстрируют заметно более высокое сопротивление ползучести, чем сплав, легированный Nb и базовый сплав. Пониженная степень тетрагональности (cγ / aγ), полученная для сплавов, легированных Zr и Zr+Hf, по‑видимому, способствует снижению сопротивления ползучести. Повышенное сопротивление ползучести сплавов, легированных Zr и Zr+Hf, объясняется, прежде всего, пониженным несоответствием параметров решеток γ / α2 и более эффективным твердорастворным упрочнением, вызванным легированием Zr и Hf. Таким образом, влияние легирования на сопротивление ползучести и жаропрочность β-затвердевающих γ-TiAl сплавов следует рассматривать с учетом их влияния на параметры решеток интерметаллидных фаз γ(TiAl) и α2(Ti3Al), которые оказывают влияние на физические процессы, определяющие сопротивление ползучести.

Ссылки (16)

1. B. P. Bewlay, S. Nag, A. Suzuki, M. J. Weimer. Mater. at High Temps. 33, 549 (2016). Crossref
2. P. Janschek. Materials Today: Proceedings. 2S, S92 (2015). Crossref
3. F. Appel, J. D. H. Paul, M. Oehring. Gamma Titanium Aluminide Alloys: Science and Technology. Wiley-VCH, Weinheim (2011). Crossref
4. V. Küstner, M. Oehring, A. Chatterjee, V. Güther, H.-G. Brokmeier, H. Clemens, et al. In: Gamma titanium aluminides 2003 (Ed. by Y.-W. Kim, H. Clemens, A. H. Rosenberger). Warrendale (PA), TMS (2003) pp. 89 - 96.
5. Y. Jin, J. N. Wang, J. Yang, Y. Wang. Scr. Mater. 51, 113 (2004). Crossref
6. R. M. Imayev, V. M. Imayev, M. Oehring, F. Appel. Intermetallics. 15, 451 (2007). Crossref
7. V. M. Imayev, R. M. Imayev, T. I. Oleneva, T. G. Khismatullin. Phys. Met. & Metallogr. 106 (6), 641 (2008). Crossref
8. H. Clemens, W. Wallgram, S. Kremmer, V. Güther, A. Otto, A. Bartels. Adv. Eng. Mater. 10, 707 (2008). Crossref
9. H. Clemens, S. Mayer. Adv. Eng. Mater. 15, 191 (2013). Crossref
10. V. M. Imayev, A. A. Ganeev, D. M. Trofimov, N. Ju. Parkhimovich, R. M. Imayev. Mater. Sci. Eng. A. 817, 141388 (2021). Crossref
11. S. Neumeier, J. Bresler, C. Zenk, L. Haußmann, A. Stark, F. Pyczak, M. Göken. Adv. Eng. Mater. 23 (11), 2100156 (2021). Crossref
12. R. Kainuma, Y. Fujita, H. Mitsui, I. Ohnuma, K. Ishida. Intermetallics. 8, 855 (2000). Crossref
13. Chr. Herzig, T. Przeorski, M. Friesel, F. Hisker, S. Divinski. Intermetallics. 9, 461 (2001). Crossref
14. T. T. Cheng, M. R. Willis, I. P. Jones. Intermetallics. 7, 89 (1999). Crossref
15. Z. W. Huang, T. Cong. Intermetallics. 18, 161 (2010). Crossref
16. Z. W. Huang. Intermetallics. 42, 170 (2013). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке