Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js

Деформация и разрушение монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов со сварными соединениями при испытаниях на растяжение

O. П. Kaрасевская1, К. А. Ющенко2, Б. А. Задерий2, И. С. Гах2, А. В. Звягинцева2, Т. А. Алексеенко2

1Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
2Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, ул. Казимира Малевича, 11, 03150 Киев, Украина

Получена: 26.01.2021; окончательный вариант - 21.05.2021. Скачать: PDF

Исследованы особенности деформации и разрушения в температурном интервале 500–1200°С при растяжении образцов сварных соединений монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов (ЖНС), выполненных электронно-лучевым способом, при перпендикулярном (1 группа) и параллельном (2 группа) расположении шва относительно прилагаемой нагрузки. Установлены значения предела текучести (σ0,2), относительного удлинения (δ) и различие видов разрушения в низкотемпературной ( 800°С) и высокотемпературной (> 800°С) областях испытаний, которые связаны, в основном, с дисперсностью и дефектностью ростовой и/или полученной в сварных швах структуры. Разрушение в 1-ой группе образцов, в низкотемпературной области, проходит вне сварного шва по ростовой структуре монокристалла преимущественно транскристаллитным макросдвигом при смешанном характере излома со значениями σ0,2 на 15% ниже, чем у 2-ой группы. Образцы 2-ой группы в низкотемпературной области разрушаются по междендритным пространствам с заметными следами пластической деформации, а при повышении температуры уменьшается доля вязкого и возрастает доля межфазного разрушения, изломы которого повторяют дендритную морфологию структуры сварного шва. В высокотемпературной области образцы 1-ой группы разрушаются по механизму хрупкого транскристаллитного скола при многоочаговом зарождении по межфазным границам сварного шва с более высокими значениями σ0,2, чем во 2-ой группе. Особенности деформации рассматриваются в связи со структурными изменениями в сварных швах по сравнению с ростовой структурой исходных монокристаллов ЖНС.

Ключевые слова: монокристаллы жаропрочных никелевых сплавов, структура сварных соединений, температура и деформация разрушения.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i07/0939.html

PACS: 61.50.Ks, 61.66.Dk, 61.72.Dd, 62.20.M-, 81.20.Vj, 81.40.Np, 81.70.Bt


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Е. Н. Каблов, Литые лопатки газотурбинных двигателей (сплавы, технология, покрытия) (Москва: МИСИС: 2001).
  2. H. Hurada, Proc. of ‘International Gas Turbine Congress-2003’ (November 2–7, 2003) (Tokyo: 2003), p. 1.
  3. Е. Н. Каблов, Н. В. Петрушин, И. Л. Светлов, И. М. Демонис, Технология легких сплавов, № 2: 6 (2007).
  4. Е. Н. Каблов, Н. В. Петрушин, Е. С. Елютин, Вестник МГTУ им. Н. Э. Баумана. Сер. «Машиностроение», Sp. 2: 38 (2011).
  5. К. А. Ющенко, Б. А. Задерий, А. В. Звягинцева, С. С. Котенко, Е. П. Полищук, В. С. Савченко, И. С. Гах, О. П. Карасевская, Автоматическая сварка, № 2: 10 (2008).
  6. І. С. Гах, Фізико-технологічні особливості електронно-променевого зварювання високонікелевих жароміцних сплавів з монокристалічною структурою (Автореф. дис. ... канд. техн. наук) (Київ: ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України: 2011).
  7. N. Wang, S. Mokadem, M. Rappaz, and W. Kurr, Acta Mater., 52, No. 11: 3173 (2004). Crossref
  8. J.-W. Park, J. M. Vitek, S. S. Babu, and S. A. David, Sci. Technol. Welding Joining, 9, Iss. 6: 472 (2004). Crossref
  9. T. D. Anderson and J. N. Du Pont, Weld J., No. 2: 21 (2011).
  10. К. А. Ющенко, Б. А. Задерий, И. С. Гах, А. В. Звягинцева, О. П. Карасевская, Металлофиз. новейшие технол., 35, № 10: 1347 (2013).
  11. К. А. Ющенко, Б. А. Задерий, И. С. Гах, А. В. Звягинцева, О. П. Карасевская, Автоматическая сварка, № 5: 46 (2013).
  12. Е. Н. Каблов, А. А. Алексеев, Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С. Т. Кишкина (Ред. Е. Н. Каблов) (Москва: Наука: 2006), с. 45.
  13. А. В. Звягинцева, Структурные и фазовые превращения в жаропрочных никелевых сплавах и их роль в образовании трещин в сварных соединениях (Дис. ... канд. техн. наук) (Київ: ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України: 2007).
  14. Рентгенография в физическом материаловедении (Ред. Ю. А. Багрянский) (Москва: Металлургиздат: 1961).
  15. М. А. Кривоглаз, Дифракция рентгеновских лучей и нейтронов в неидеальных кристаллах (Киев: Наукова Думка: 1983).
  16. T. Ungar, H. Mughrabi, D. Ronnpagel, and M. Wilkens, phys. status solidi (a), 104, No. 11: 157 (1987). Crossref
  17. О. П. Карасевская, Металлофиз. новейшие технол., 21, № 8: 34 (1999).
  18. В. Е. Панин, В. Е. Егорушкин, А. В. Панин, Физ. мезомех., 9, № 3: 9 (2006).
  19. В. В. Рыбин, Вопросы материаловедения, 29, № 1: 11 (2002).
  20. Е. Шмид, В. Боас, Пластичность кристаллов, в особенности металлических (Москва: ГОНТИ ККТП СССР: 1938).
  21. Р. Бернер, Г. Кронмюллер, Пластическая деформация монокристаллов (Москва: Мир: 1969).
  22. К. А. Ющенко, В. С. Савченко, А. В. Звягинцева, Металлофиз. новейшие технол., 32, № 1: 107 (2010).
  23. Jin-lai Liu, Jin-jiang Yu, Tao Jin, Xiao-feng Sun, Heng-rong Guan, and Zhuang-qi Hu, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, No. 21: 1518 (2011). Crossref
  24. E. O. Hall, Proc. Phys. Soc. B, No. 64: 747 (1951). Crossref
  25. N. J. Petch, J. Iron Steel, No. 174: 25 (1953).
  26. В. И. Трефилов, Ю. В. Мильман, С. А. Фирстов, Физические основы прочности тугоплавких металлов (Киев: Наук. думка: 1975).