Влияние высокотемпературного отжига на структуру и свойства сплавов на основе интерметаллида Ni3Al

Показаны преимущества литейных сплавов на основе легированного интерметаллида Ni3Al по сравнению с никелевыми суперсплавами серии ЖС. Проанализированы особенности легирования и области применения современных монокристаллических сплавов ВКНА-1В и ВКНА-4У, рассмотрены основные технологические операции при изготовлении деталей из указанных сплавов, сопровождающиеся нагревом до 1000...1200 °С. Проведены металлографические и рентгеноструктурные исследования по изучению влияния высокотемпературного отжига на структурно-фазовое состояние сплавов. Установлено, что отжиг в диапазоне температур 1000... 1150 °С приводит к дополнительному образованию дисперсных частиц Ni₃Al и увеличению несоответствия параметров кристаллических решеток γ- и γ'-фаз, что существенно влияет на длительную прочность сплавов. Выполнен сравнительный анализ изменений структуры и свойств исследуемых сплавов.

Литература

[1] Каблов Е.Н., Светлов И.Л., Петрушин Н.В., Демонис И.М. Никелевые литейные жаропрочные сплавы нового поколения // Авиационные материалы. № 8. 2012. С. 36-51.

[2] Сплав на основе интерметаллида Ni3Al - перспективный материал для лопаток турбин / Е.Н. Каблов, Б.С. Ломберг, В.П. Бунтушкин, Е.Р. Голубовский, С.А. Мубояждян // МиТОМ. 2002. № 7. С. 16-19.

[3] Каблов Е.Н., Базылева О.А., Воронцов М.А. Новая основа для создания литейных высокотемпературных жаропрочных сплавов // МиТОМ. 2006. № 8. С. 21-25.

[4] Базылева О.А., Аргинбаева Э.Г., Туренко Е.Ю. Жаропрочные литейные интерметаллидные сплавы // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 8. С. 57-60.

[5] Поварова К.Б. Физико-химические принципы создания термически стабильных сплавов на основе переходных металлов // Материаловедение. 2007. № 12. С. 20-27.

[6] Малолегированные легкие жаропрочные высокотемпературные материалы на основе интерметаллида Ni3Al / Е.Н. Каблов, В.П. Бунтушкин, К.Б. Поварова, О.А. Базылева, Г.И. Морозова, Н.К. Казанская // Металлы. 1999. № 1. С. 58-65.

[7] Конструкционные жаропрочные сплавы на основе Ni3Al: получение, структура, свойства / К.Б. Поварова, О.А. Базылева, А.А. Дроздов, Н.К. Казанская, А.Е. Морозов, М.А. Самсонова // Материаловедение. 2011. № 4. С. 39-48.

[8] Самойлов А.И., Назаркин Р.М., Петрушин Н.В., Моисеева Н.С. Мисфит как характеристика уровня межфазных напряжений в монокристаллических жаропрочных никелевых сплавах // Металлы. 2011. № 3. С. 71-77.

[9] Аргинбаева Э.Г. Влияние легирования, технологий литья и термической обработки на структуру и свойства интерметаллидных сплавов на основе никеля. Автореф. на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 2015. 26 с.

[10] Базылева О.А., Аргинбаева Э.Г. Исследование структуры и физико-механических свойств интерметаллидных никелевых сплавов с разной кристаллографической ориентацией // Авиационные материалы и технологии. 2013. № 4. С. 14-19.

[11] Петрушин Н.В., Светлов И.Л. Физико-химические и структурные характеристики жаропрочных никелевых сплавов // Металлы. 2001. № 2. С. 63-73.

[12] Самойлов А.И., Назаркин Р.М., Моисеева Н.С. Мисфит как источник и критерий работоспособности жаропрочных никелевых сплавов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2013. Т. 79. № 6. С. 33-36.

[13] Enomoto M., Harada. Analysis of gamma/gamma’ Equilibrium in Ni-Al-X Alloys by the Cluster Variation Method with the Lennard-Jones Potential // Metallurgical Transactions. 1989. Vоl. 20A. No. 4. P. 649-664.

[14] Структура и свойства интерметаллидных материалов с нанофазным упрочнением / Ю.Р. Колобов, Е.Н. Каблов, Э.В. Козлов, Н.А. Конева, К.Б. Поварова, Г.П. Грабовецкая, В.П. Бунтушкин, О.А. Базылева, С.А. Мубояджян, С.А. Будиновский. М.: Издательский Дом МИСиС, 2008. 328 с.

[15] Базылева О.А., Бондаренко Ю.А., Морозова Г.И., Тимофеева О.Б. Структура, химический и фазовый составы интерметаллидного сплава ВКНА-1В после высокотемпературных термических обработок и технологических нагревов // МиТОМ. 2014. № 5. С. 3-6.

[16] Горюнов А.В., Ригин В.Е. Современная технология получения литейных жаропрочных никелевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2014. № 2. С. 3-7.

[17] Каблов Е.Н., Бондаренко Ю.А., Ечин А.Б., Сурова В.А. Развитие процесса направленной кристаллизации лопаток ГТД из жаропрочных сплавов с монокристаллической и композиционной структурой // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 1. С. 3-8.