Effect of hot working on the microstructure and tensile properties of a novel PM Re-bearing nickel base superalloy

S.K. Mukhtarov, D.A. Karyagin, A.V. Logunov, A.A. Ganeev, R.I. Zainullin, R.V. Shakhov ORCID logo , V.M. Imayev показать трудоустройства и электронную почту
Получена 28 октября 2022; Принята 09 ноября 2022;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: S.K. Mukhtarov, D.A. Karyagin, A.V. Logunov, A.A. Ganeev, R.I. Zainullin, R.V. Shakhov, V.M. Imayev. Effect of hot working on the microstructure and tensile properties of a novel PM Re-bearing nickel base superalloy. Письма о материалах. 2022. Т.12. №4s. С.457-462
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2022-4-457-462

Аннотация

Microstructure of HIP superalloy and after subsequent hot deformation.The work is devoted to study of an experimental PM nickel-based superalloy Ni-16(Al, Ti, Nb, Ta)-30(Cr, Co, Mo, Hf, W, Re) (wt.%). The initial as-HIP’ed material was prepared as cylinders with a size of ∅100 × 200 mm. The hot workability of the superalloy was evaluated by compression tests of small samples under isothermal conditions. The tests were performed at temperatures of 1150 –1240°C with a strain rate of έ =10−4 –10−1 s−1. Some samples were subjected to preliminary homogenization annealing. Examination of the deformed samples by SEM made it possible to define the hot working conditions providing development of recrystallization processes and formation of a uniform fine-grained structure. It was established that preliminary homogenization of as-HIP’ed material followed by fractional forging with intermediate recrystallization annealings in the temperature range of (Ts− 40) – (Ts−15), where Ts is the γ' solvus temperature, provided a uniform development of recrystallization. The obtained forgings were subjected to ageing or solid solution treatment and ageing. In the fine-grained condition obtained by hot working and heat treatment, the material exhibited tensile properties comparable to the best properties achievable in disc nickel-based superalloys.

Ссылки (23)

1. R. C. Reed. The superalloys: Fundamentals and Applications. Cambridge University Press (2006) 372 p. Crossref
2. J. R. Li, Z. G. Zhong, D. Z. Tang, S. Z. Liu, P. Wei, P. Y. Wei, Z. T. Wu, D. Huang, M. Han. Superalloys. 2000, 777 (2000). Crossref
3. R. A. MacKay, T. P. Gabb, A. Garg, R. B. Rogers, M. V. Nathal. Mater. Characterization. 70, 83 (2012). Crossref
4. P. Wollgramm, H. Buck, K. Neuking, A. B. Parsa, S. Schuwalow, J. Rogal, R. Drautz, G. Eggeler. Mater. Sci. Eng. A. 628, 382 (2015). Crossref
5. N. Sun, L. Zhang, Z. Li, A. Shan. Mater. Sci. Eng. A. 606, 175 (2014). Crossref
6. D. P. Mourer, E. S. Huron, D. G. Backman, K. R. Bain, P. L. Reynolds, J. J. Schirra, T. P. Gabb. Ni based superalloy and its use as gas turbine disks, shafts, and impellers. Patent EP № 1195446 A1. 04 October 2000.
7. D. P. Mourer, E. S. Huron, K. R. Bain, E. E. Montero, P. L. Reynolds, J. J. Schirra. Superalloy optimized for high-temperature performance in high-pressure turbine disks. Patent US № 6521175 B1. 18 February 2003.
8. E. N. Kablov, B. S. Lomberg, L. S. Markina, S. V. Ovsepjan, E. N. Limonova, M. M. Bakradze, E. B. Chabina. Nickel-base heat-resistant deformable alloy and article made of this alloy. Patent RU № 2280091 C1. 21 December 2004. (in Russian) [Е. Н. Каблов, Б. С. Ломберг, Л. С. Маркина, С. В. Овсепян, Е. Н. Лимонова, М. М. Бакрадзе, Е. Б. Чабина. Жаропрочный деформируемый сплав на основе никеля и изделие, выполненное из этого сплава. Патент РФ № 2280091 C1 от 21.12.2004 г.].
9. G. S. Garibov, N. M. Grits, A. A. Inozemtsev, A. V. Vostrikov, E. A. Fedorenko, I. L. Andrejchenko, G. I. Zubarev, D. A. Karjagin. Refractory powder nickel-based alloy. Patent RU № 2410457 C1. 23 October 2009. (in Russian) [Г. С. Гарибов, Г. С. Гарибов, Н. М. Гриц, Н. М. Гриц, А. А. Иноземцев, А. А. Иноземцев, А. В. Востриков, А. В. Востриков, Е. А. Федоренко, Е. А. Федоренко, И. Л. Андрейченко, И. Л. Андрейченко, Г. И. Зубарев, Г. И. Зубарев, Д. А. Карягин, Д. А. Карягин. Жаропрочный порошковый сплав на основе никеля. Патент РФ № 2410457 C1. 23 октября 2009 г.].
10. R. V. Khramin, M. N. Burov, A. V. Logunov, D. V. Danilov, I. A. Leshchenko, S. A. Zavodov, A. M. Mikhailov, M. A. Mikhailov, Sh. Kh. Mukhtarov, R. R. Mulyukov. Deformable nickel-based heat-resistant alloy. Patent RU № 2695097. 19 July 2019. (in Russian) [Р. В. Храмин, М. Н. Буров, А. В. Логунов, Д. В. Данилов, И. А. Лещенко, С. А. Заводов, А. М. Михайлов, М. А. Михайлов, Ш. Х. Мухтаров, Р. Р. Мулюков. Деформируемый жаропрочный сплав на основе никеля. Патент РФ № 2695097 от 19.07.2019 г.].
11. A. Mottura, R. C. Reed. MATEC Web of Conferences. 14, 01001 (2014). Crossref
12. Y. J. Wang, C. Y. Wang. Mater. Sci. Eng. A. 490, 242 (2008). Crossref
13. V. Imayev, S. Mukhtarov, K. Mukhtarova, A. Ganeev, R. Shakhov, N. Parkhimovich, A. Logunov. Metals. 10 (12), 1606 (2020). Crossref
14. V. M. Imayev, Sh. Kh. Mukhtarov, A. V. Logunov, A. A. Ganeev, R. V. Shakhov, R. M. Imayev. Letters on Materials. 9 (2), 249 (2019). (in Russian) [В. М. Имаев, Ш. Х. Мухтаров, А. В. Логунов, А. А. Ганеев, Р. В. Шахов, Р. М. Имаев. Письма о материалах. 9 (2), 249 (2019).]. Crossref
15. E. N. Kablov, N. V. Moiseev, B. S. Lomberg, M. M. Bakradze, B. R. Nekrasov, S. V. Vydumkina, A. V. Skugorev. Method for production of heat-resistant nickel alloys. Patent RU № 2661524 C1. 17 July 2018. (in Russian) [Е. Н. Каблов, Н. В. Моисеев, Б. С. Ломберг, М. М. Бакрадзе, Б. Р. Некрасов, С. В. Выдумкина, А. В. Скугорев. Способ получения изделий из жаропрочных никелевых сплавов. Патент РФ № 2661524 C1 от 17.07.2018 г.].
16. W. Guo, J. Wu, F. Zhang, M. Zhao. J. Iron Steel Res. Int. 13, 65 (2006). Crossref
17. Y. Tao, J. Jia, J. Liu. J. Iron Steel Res. Int. 17 (9), 73 (2010). Crossref
18. J. B. Moore, J. Tequesta, R. L. Athey. Fabrication method for the high temperature alloys. Patent US № 1970 / 3519503. 07 July 1970.
19. E. L. Raymond, R. G. Menzies, T. O. Dyer, B. A. Link, R. F. Halter, M. E. Mechley, F. M. Visalli, S. K. Srivatsa. Quasi-Isothermal forging of a nickel-base superalloy. Patent EP № 1416062 A2. 06 May 2004.
20. A. A. Ganeev, V. A. Valitov, F. Z. Utyashev, V. M. Imayev. Phys. Metals Metallogr. 120, 410 (2019). Crossref
21. O. Kh. Fatkullin, V. I. Eremenko, O. N. Vlasova, N. M. Grits. Technology of Light Alloys. 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).].
22. S. A. Kononov, A. S. Perevozov, B. A. Kolachev. Russ. Metall. 5, 415 (2007). Crossref
23. A. G. Beresnev, A. V. Logunov, A. I. Logacheva. Vestnik MAI. 15 (3), 17 (2008). (in Russian) [А. Г. Береснеев, А. В. Логунов, А. И. Логачева. Вестник МАИ. 15 (3), 17 (2008).].

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation - AAAA–A17–117041310215–4