Визначення технологічних характеристик багатокомпонентних ніклевих стопів розрахунковими методами

С. В. Максимова, В. В. Воронов, П. В. Ковальчук

Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, вул. Казимира Малевича, 11, 03150 Київ, Україна

Отримано: 03.04.2022; остаточний варіант - 02.06.2022. Завантажити: PDF

В роботі представлено результати з моделювання температурного інтервалу топлення і фазового складу багатокомпонентних ніклевих стопів, що одержані шляхом застосування метод розрахункового конструювання стопів, а саме методики CALPНAD у поєднанні із статистичним обробленням одержаних результатів. Зокрема, розрахунковим шляхом визначено температури ліквідусу та солідусу для низки експериментальних стопів системи Ni–Cr–Co–Al–(Ме). Встановлено ступінь впливу адгезійно-активних елементів (Ti, Nb, Zr) на температуру ліквідусу та фазовий склад стопів даної системи. Визначено орієнтовний вміст леґуючих елементів для забезпечення необхідної температури топлення експериментальних припоїв. При цьому показано, що леґування стопів Цирконієм суттєво понижує температуру солідусу, значно розширюючи інтервал топлення експериментальних стопів, що пов’язано з формуванням в них низькотемпературної цирконійової евтектики. Вивчено вплив Титану та Ніобію на кількість та термічну стабільність $\gamma$'-фази в експериментальних стопах. Досліджено вплив тяжкотопких компонентів (Мо, W, Re) на наявність топологічно щільно-пакованих (ТЩП) фаз. Зазначається, що часткове заміщення Вольфраму Ренієм в експериментальних стопах системи Ni–Cr–Co–Al–(Ме) дає змогу значно понизити кількість шкідливих $\mu$- та р-фаз.

Ключові слова: припій, паяння, ливарні жароміцні ніклеві стопи, математичне моделювання (CALPHAD), адгезійно-активні елементи.

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

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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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