Determination of Technological Characteristics of Multicomponent Nickel Alloys by Calculation Methods

S. V. Maksymova, V. V. Voronov, P. V. Kovalchuk

Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, ул. Казимира Малевича, 11, 03150 Киев, Украина

Получена: 03.04.2022; окончательный вариант - 02.06.2022. Скачать: PDF

The main goal of this work is to determine the melting temperature range and phase composition of multicomponent Ni-based alloys by applying the methods of design of alloys (CALPNAD method) in combination with statistical processing of the results. In particular, the liquidus and solidus temperatures for a number of experimental alloys of the Ni–Cr–Co–Al–(Me) system are calculated. The degree of influence of adhesive-active elements (Ti, Nb, Zr) on the liquidus temperature and phase composition of alloys of this system is established. The approximate content of alloying elements to ensure the required melting point of experimental filler metals is determined. As shown, alloying zirconium significantly reduces the solidus temperature thus significantly expanding the melting range of experimental alloys. This effect is associated with the formation of low-temperature zirconium eutectic. The influence of titanium and niobium on the amount and thermal stability of the $\gamma$'-phase in experimental alloys is studied. The influence of refractory components (Mo, W, Re) on the presence of topologically close-packed (TCP) phases is studied. As noted, partial replacement of tungsten by rhenium in experimental Ni–Cr–Co–Al–(Me)-based alloys significantly reduces the amount of harmful $\mu$- and p-phases.

Ключевые слова: brazing, brazing filler metal, foundry heat-resistant nickel alloys, mathematical modelling (CALPHAD), adhesive-active components.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v44/i07/0849.html

PACS: 06.60.Vz, 61.43.-j, 61.66.Dk, 64.70.D-, 65.40.gh, 81.30.Bx


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. В. В. Квасницкий, Г. Ф. Мяльница, М. В. Матвиенко, Е. А. Бутурля, Д. Чуньлинь, Автоматическая сварка, № 8: 22 (2019).
  2. А. Г. Евгенов, И. А. Галушка, С. В. Шуртаков, В. А. Игнатов, Труды ВИАМ, № 2: 3 (2019). Crossref
  3. V. Kvasnytskyi, V. Korzhyk, V. Kvasnytskyi, H. Mialnitsa, D. Chunlin, T. Pryadko, M. Matvienko, and Y. Buturlia, Eastern-European J. Enterprise Technologies, No. 6: 6 (2020). Crossref
  4. В. П. Кузнецов, В. П. Лесников, Н. А. Попов, Структура и свойства монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов (Екатеринбург: Издательство Уральского университета: 2016).
  5. Е. Н. Каблов, Н. В. Петрушин, И. Л. Светлов, И. М. Демонис, Технология легких сплавов, № 2: 6 (2007).
  6. S. H .Zhou, Y. Wang, J. Z. Zhu, T. Wang, L. Q. Chen, R. A. MacKay, and Z. K. Liu, Superalloys 2004 (Champion: 2004), p. 969. Crossref
  7. С. В. Гайдук, В. В. Кононов, В. В. Куренкова, Современная электрометаллургия, 126, № 1: 44 (2017). Crossref
  8. N. Saunders, M. Fahrmann, and C. J. Small, Superalloys 2000 (Champion: 2000), p. 803. Crossref
  9. M. Markl, A. Müller, and N. Ritter, Metall Mater. Trans. A, 49: 4134 (2018). Crossref
  10. W. Huang and Y. A. Chang, Mater. Sci. Eng. A, 259: 110 (1999). Crossref
  11. M. Perrut, Aerospace Lab., No. 9: 1 (2015). Crossref
  12. N. Saunders, Superalloys 1996 (Champion: 1996), p. 782.
  13. H. L. Lukas, S. G. Fries, and B. Sundman, Computational Thermodynamics: the Calphad Method (Cambridge: Cambridge University Press: 2007). Crossref
  14. https://www.sentesoftware.co.uk/jmatpro.
  15. N. Saunders, Z. Guo, X. Li, A. P. Miodownik, and J-Ph. Schillé, JOM, 55, No. 12: 60 (2003). Crossref
  16. А. Сидоров, САПР и графика, 4: 66 (2015).
  17. Е. А. Шеин, Труды ВИАМ, № 3(39): 10 (2016). Crossref
  18. С. В. Максимова, В. В. Воронов, П. В. Ковальчук, Металлофиз. новейшие технол., 41, № 11: 1539 (2019). Crossref
  19. С. В. Максимова, П. В. Ковальчук, В. В. Воронов, Металлофиз. новейшие технол., 43, № 8: 1079 (2021). Crossref
  20. Г. И. Морозова, Феномен γ'-фазы в жаропрочных никелевых сплавах (1992).
  21. R. Darolia, D. F. Lahrman, and R. D. Field, Superalloys 1988 (Champion: 1988), p. 255. Crossref