6 / 15
О.Г. Оспенникова, О.А. Базылева, Э.Г. Аргинбаева, А.В. Шестаков
80
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 3
соединения Ni
3
Al с дендритной столбчатой (направленной) и монокристалличе-
ской структурами использовали метод многомасштабного моделирования струк-
туры. Проведен расчет упругопластического деформирования и разрушения моно-
кристаллических интерметаллидных сплавов в зависимости от фазового состава и
структуры методом асимптотического осреднения композитов с периодической
структурой, с использованием конечно-элементных программных вычислительных
комплексов [17]. Математическое моделирование свойств конструкционных ин-
терметаллидных сплавов включает в себя:
•
математическое моделирование структуры материала (описание геомет-
рии типовых структур материала на нескольких масштабных уровнях) в зави-
симости от фазового состава и технологии получения;
•
построение зависимостей состав–свойства авиационных материалов и
физико-химических процессов, происходящих при их изготовлении на основе
экспериментальных данных;
•
прогноз свойств в зависимости от структурных составляющих на основе
экспериментальных данных;
•
расчеты упругопрочностных свойств жаропрочных интерметаллидных
сплавов с типовой мезоструктурой (группа структурных составляющих, обра-
зующих минимальный объем, который можно наделить осредненными свой-
ствами) и диаграмм деформирования жаропрочных интерметаллидных сплавов
при действии различных видов напряженно-деформированного состояния.
Для монокристаллического интерметаллидного сплава ВКНА-1В с ячеи-
сто-дендритной микроструктурой (рис. 3), отдельные кристаллы которой раз-
мером в несколько микрометров имеют форму, близкую к гексагональной, в
каждом кристалле достаточно четко выделены две основные фазы:
γ
'
-фаза на
основе соединения Ni
3
Al, составляющая ~80 % об., и γ-фаза на основе твердого
раствора никеля, была разработана математическая модель, с помощью которой
проведено моделирование микронапряжений и выполнен расчет диаграмм
упругопластического деформирования жаропрочного монокристаллического
никелевого интерметаллидного сплава ВКНА-1В.
В результате проведенного моделирования микронапряжений и расчетов
диаграмм упругопластического деформирования жаропрочного монокристал-
лического интерметаллидного сплава ВКНА-1В установлено, что увеличение
содержания γ
ʹ
-фазы в сплаве приводит к росту его прочностных характеристик.
Сопоставление тестовых результатов расчетов с экспериментальными данными
по прочности сплава ВКНА-1В показало достаточно хорошее совпадение [18].
Дальнейшее моделирование и совершенствование расчетов составов сплавов
требует многоуровневого, включая наноструктурные составляющие, описания
структуры.
Создание легких высокотемпературных интерметаллидно-оксидных ком-
позиционных материалов.
Повышение рабочих температур и весовой отдачи
авиационных двигателей напрямую связано с разработкой оксидно-дисперсных