Розподілення елементів у карбідах багатокомпонентних нікелевих стопів

О. А. Глотка, С. B. Гайдук

Національний університет «Запорізька політехніка», вул. Жуковського, 64, 69063 Запоріжжя, Україна

Отримано: 24.09.2019; остаточний варіант - 19.12.2019. Завантажити: PDF

Вивчено специфіку впливу легуючих елементів на склад карбідів різних типів в багатокомпонентній системі типу Ni–13,5Cr–5Co–3,4Al–4,8Ti–7,3W–0,8Mo–0,015B–0,12C. Проведено моделювання процесу кристалізації на основі термодинамічних розрахунків методом CALPHAD. Результати розрахунків хімічного складу карбідів наведено в порівнянні з експериментальними даними, одержаними методом електронної мікроскопії. Виявлено складний характер впливу леґуючих елементів на температури розчинення (виділення) первинних і вторинних карбідів, який визначається термодинамічними процесами в системі. Встановлено, що при підвищенні сумарної концентрації карбідоутворюючих елементів будова карбідів типу МС ускладняється. Так, при збільшенні в складному карбіді МС концентрації Титану спостерігається тенденція до утворення його монокарбіду, а при введенні Ніобію вище певної концентрації система прагне до утворення монокарбіду ніобію. З огляду на те, що Гафній найсильніший карбідоутворюючий елемент, для виділення карбіду на його основі достатньо невеликого його вмісту в стопі. Моделювання термодинамічних процесів кристалізації показало високу вірогідність і добру узгодженість одержаних результатів з експериментальними даними, що дозволяє рекомендувати даний підхід для розрахункового прогнозування складу карбідів різного типу в структурі стопу в залежності від вмісту хімічних елементів.

Ключові слова: ливарні жароміцні нікелеві стопи, система леґування, структура та склад карбідів, метод CALPHAD.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v42/i06/0869.html

PACS: 61.50.Ks, 61.66.Dk, 64.60.Ej, 64.75.Op, 68.55.Ln, 68.55.Nq


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. Е. Н. Каблов, Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С. Т. Кишкина (Москва: Наука: 2006).
  2. А. В. Логунов, Н. В. Петрушин, И. М. Хацинская, Металловедение и термическая обработка металлов, № 6: 67 (1977).
  3. Н. Ф. Лашко, Н. Ф. Заславская, М. Н. Козлова, Г. И. Морозова, К. П. Сорокина, Е. Ф. Яковлева, Физико-химический фазовый анализ сталей и сплавов (Москва: Металлургия: 1978).
  4. Ч. Т. Симс, Н. С. Столофф, У. К. Хагель, Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок (Ред. Р. Е. Шалин) (Москва: Металлургия: 1995).
  5. Е. Н. Каблов, Литые лопатки газотурбинных двигателей: сплавы, технологии, покрытия (Москва: МИСиС: 2001).
  6. С. Т. Кишкин, Г. Б. Строганов, А. В. Логунов, Литейные жаропрочные сплавы на никелевой основе. Разработка и исследования (Москва: Машиностроение: 1987).
  7. N. Saunders, M. Fahrmann, and C. J. Small, Super-Alloys (Eds. K. A. Green, T. M. Pollock, and R. D. Kissinger) (TMS: Warrendale: 2000), p. 803.
  8. В. В. Попов, И. И. Горбачев, Физ. мет. металловед., 99,.№ 3: 69 (2005).
  9. А. Д. Коваль, С. Б. Беликов, А. Г. Андриенко и др., Паспорт на жаропрочный коррозионностойкий никелевый сплав ЗМИ-3У (ХН64ВМКЮТ) (Запорожье: 1995).
  10. G. Lvov, V. I. Levit, and M. J. Kaufman, Metall. Mat. Trans. A, 35: 1669 (2004). Crossref
  11. E. D. Lemkey and E. R. Tompson, Metall. Trans., 2, No. 6: 1537 (1971).
  12. С. Ю. Кондратьев, Е. В. Святыщева, Г. П. Анастасиади, Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки, № 4: 191 (2016).
  13. Н. Н. Бурова, С. Б. Масленков, Металловедение и термическая обработка металлов, № 5: 19 (1979).
  14. A. A. Lavrentyev, B. V. Gabrelian, V. B. Vorzhev, I. Ya. Nikiforov, O. Yu. Khyzhun, and J. J. Rehr, J. Alloys Compd., 462, Iss. 1–2: 4 (2008). Crossref
  15. С. Т. Кишкин, Г. Б. Строганов, А. В. Логунов, Металлы, № 5: 89 (1983).
  16. Е. Н. Еремен, Ю. О. Филиппов, А. Е. Еремен, Омский научный вестник, № 3: 52 (2012).
  17. А. А. Шматов, С. В. Побережный, Вестник БНТУ, № 4: 43 (2008).