Влияние легирующих элементов на механические свойства и структуру сплавов на основе никеля

Изучено влияние легирующих элементов на механические и эксплуатационные свойства жаропрочных сплавов на основе никеля с целью дальнейшего прогнозирования и получения сплавов с необходимыми свойствами....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автори:	Солоков, С.С., Самойлов, Ю.В., Самойлов, В.Е.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України 2011
Назва видання:	Металл и литье Украины
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104388
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Влияние легирующих элементов на механические свойства и структуру сплавов на основе никеля / С.С. Солоков, Ю.В. Самойлов, В.Е. Самойлов // Металл и литье Украины. — 2011. — № 2. — С. 3-5. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-104388
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1043882016-07-09T03:02:10Z Влияние легирующих элементов на механические свойства и структуру сплавов на основе никеля Солоков, С.С. Самойлов, Ю.В. Самойлов, В.Е. Изучено влияние легирующих элементов на механические и эксплуатационные свойства жаропрочных сплавов на основе никеля с целью дальнейшего прогнозирования и получения сплавов с необходимыми свойствами. Вивчено вплив легуючих елементів на механічні та експлуатаційні властивості жароміцних сплавів на основі нікелю з метою подальшого прогнозування та отримання сплавів з необхідними властивостями. The research of addition elements impact on mechanical properties and running ability of heatproof nickel alloys was done. The aim of this research is the opportunity of scientific prognostication and production of alloys with necessary properties. 2011 Article Влияние легирующих элементов на механические свойства и структуру сплавов на основе никеля / С.С. Солоков, Ю.В. Самойлов, В.Е. Самойлов // Металл и литье Украины. — 2011. — № 2. — С. 3-5. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 2077-1304 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104388 669.245:66.046.51 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Изучено влияние легирующих элементов на механические и эксплуатационные свойства жаропрочных сплавов на основе никеля с целью дальнейшего прогнозирования и получения сплавов с необходимыми свойствами.
format	Article
author	Солоков, С.С. Самойлов, Ю.В. Самойлов, В.Е.
spellingShingle	Солоков, С.С. Самойлов, Ю.В. Самойлов, В.Е. Влияние легирующих элементов на механические свойства и структуру сплавов на основе никеля Металл и литье Украины
author_facet	Солоков, С.С. Самойлов, Ю.В. Самойлов, В.Е.
author_sort	Солоков, С.С.
title	Влияние легирующих элементов на механические свойства и структуру сплавов на основе никеля
title_short	Влияние легирующих элементов на механические свойства и структуру сплавов на основе никеля
title_full	Влияние легирующих элементов на механические свойства и структуру сплавов на основе никеля
title_fullStr	Влияние легирующих элементов на механические свойства и структуру сплавов на основе никеля
title_full_unstemmed	Влияние легирующих элементов на механические свойства и структуру сплавов на основе никеля
title_sort	влияние легирующих элементов на механические свойства и структуру сплавов на основе никеля
publisher	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
publishDate	2011
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104388
citation_txt	Влияние легирующих элементов на механические свойства и структуру сплавов на основе никеля / С.С. Солоков, Ю.В. Самойлов, В.Е. Самойлов // Металл и литье Украины. — 2011. — № 2. — С. 3-5. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Металл и литье Украины
work_keys_str_mv	AT solokovss vliânielegiruûŝihélementovnamehaničeskiesvojstvaistrukturusplavovnaosnovenikelâ AT samojlovûv vliânielegiruûŝihélementovnamehaničeskiesvojstvaistrukturusplavovnaosnovenikelâ AT samojlovve vliânielegiruûŝihélementovnamehaničeskiesvojstvaistrukturusplavovnaosnovenikelâ
first_indexed	2025-07-07T15:17:03Z
last_indexed	2025-07-07T15:17:03Z
_version_	1837001788259041280
fulltext	�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2 (213) ’2011 Ж аропрочные сплавы на никелевой основе на- шли широкое применение при изготовлении газотурбинных двигателей, главным образом, в виде рабочих и сопловых лопаток и в мень- шей степени в качестве турбинных дисков и колец�� В результате сложного легирования у сплавов этой группы достигнуты наиболее высокие жаропрочные свойства по сравнению с жаропрочными свойствами сплавов на железной и кобальтовой основах�� Специфика условий работы лопаток газовых тур- бин определяет характер требований к материалам, из которых они изготавливаются�� При этом в зависи- мости от назначения (сопловые или рабочие лопатки) требования к уровню свойств различны�� Отличаются также температурно-силовые параметры работы ло- паток первой и последующих ступеней�� В частнос- ти сопловые лопатки работают при более высоких температурах по сравнению с рабочими, а также на изгиб под воздействием сил газового потока, на них также оказывают воздействие тепловые нагрузки, обусловленные неравномерностью температурного поля лопаток как при стационарной работе двигате- ля, так и при изменении режимов его работы�� На сопловые лопатки в значительно меньшей ме- ре действуют знакопеременные нагрузки�� Уровень возникающих в них напряжений ниже, чем в рабочих лопатках, подвергающихся действию центробежных сил�� Газовая коррозия, обусловленная недостаточ- ной жаростойкостью сплавов, является одним из типичных видов повреждений сопловых лопаток�� Поэтому главное требование к сплавам, предназна- ченным для сопловых лопаток, заключается в обес- печении высокого уровня необходимых эксплуатаци- онных свойств�� Создание новых высокожаропрочных литейных сплавов и технологий литья позволит улучшить ос- новные эксплуатационные свойства лопаток, требу- емые для повышения ресурса и надежности работы серийных авиационных газотурбинных двигателей, а также разработки приоритетных двигателей нового поколения�� Современные жаропрочные сплавы на никелевой УДК 669.245:66.046.51 С. С. Солоков, Ю. В. Самойлов, В. Е. Самойлов Запорожский национальный технический университет, Запорожье Влияние легирующих элементов на механические свойства и структуру сплавов на основе никеля* Изучено влияние легирующих элементов на механические и эксплуатационные свойства жаропрочных спла- вов на основе никеля с целью дальнейшего прогнозирования и получения сплавов с необходимыми свойствами. Ключевые слова: никель, сплав, легирование, свойства, прогнозирование, модель основе имеют, как правило, сложный химиче-ский со- став, так как к ним предъявляются различные требо- вания�� В связи с этим для разработки новых сплавов с необходимыми механическими свойствами нужно проводить многочисленные эксперименты, которые влекут за собой безвозвратные потери дорогостоя- щих материалов, денег и времени�� Для решения та- ких проблем целесообразно установить зависимость влияния легирующих элементов на свойства и струк- туру жаропрочных сплавов по экспериментальным и статистическим данным�� Результаты проведенных исследований показа- ли, что алюминий и титан − основные γ′-образующие элементы в сплавах, которые увеличивают стойкость сплавов при высокой температуре�� Алюминий явля- ется также элементом, обеспечивающим эффек- тивную защиту жаропрочных никелевых сплавов от высокотемпературной газовой коррозии�� Ниобий за- метно упрочняет твердый раствор и одновременно, находясь в γ′-фазе и карбидах, повышает жаропроч- ность и снижает склонность сплавов к старению�� Он благоприятно влияет на уменьшение склонности к зональной ликвации, повышает температуру рекрис- таллизации и замедляет диффузионные процессы, в результате возрастают стабильность и жаропроч- ность сплава�� Тантал является одним из элемен- тов, оказывающих сильное влияние на термическую устойчивость γ′-фазы�� Входя в состав карбидов, он улучшает их морфологию и, соответственно, совер- шенствует механизм карбидного упрочнения�� Легиро- вание жаропрочных сплавов танталом обеспечивает их длительную работоспособность при повышенной температуре�� Вольфрам – один из наиболее эффек- тивных упрочнителей жаропрочных сплавов, его от- рицательное влияние на пластичность сравнительно невелико, он также повышает термостабильность γ′-фазы и снижает диффузионные процессы в спла- вах при высоких температурах�� Рений существенно улучшает жаропрочные свойства сплавов, повыша- ет температуру плавления, снижает диффузион- ные процессы, протекающие при высоких темпера- турах в жаропрочных никелевых сплавах, а также * По материалам VI Международной научно-практической конференции «ЛИТЬЕ-2010», состоявшейся 21-23 апреля 2010 г. в Запо- рожье � �МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2 (213) ’2011 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2 (213) ’2011� �МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2 (213) ’2011 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2 (213) ’2011 существенно повышает их сопротивление высоко- температурной газовой коррозии�� Хром повышает механические и эксплуатационные свойства, но при увеличении легирующих элементов жаропрочность снижается�� Вызвано это тем, что в сложнолегиро- ванном многокомпонентном твердом растворе рас- творимость хрома уменьшается�� Хром образует са- мостоятельные фазы либо способствует их образо- ванию, что приводит к ухудшению свойств как из-за возникновения фаз неблагоприятной морфологии, так и вследствие обеднения основных фаз, необхо- димых для их стабильности, легирующими элемен- тами�� Вместе с тем снижение содержания хрома приводит к неизбежному снижению жаростойкос- ти�� Кобальт в небольшой степени повышает жаро- прочность и приводит к заметному увеличению пластичности сплавов�� Цирконий оказывает значительное положи- тельное влияние на жаропроч- ность никелевых сплавов�� На основе изучения литератур- ных данных и результатов соб- ственных исследований были по- ставлены следующие задачи: – установить тенденции влия- ния титана, вольфрама, тaнтала, кoбальта, ниобия, алюминия, цир- кония, рения на механические свой- ства сплавов на основе никеля; – определить взаимосвязь ле- гирования, структуры и механиче- ских свойств на примере никеле-вых сплавов; – разработать методику с построением графиче- ских моделей, позволяющих прогнозировать свой- ства, макро- и микроструктуру сплавов�� Примером решения поставленных задач явля- ется зависимость, представленная на рисунке�� По результатам влияния циркония (Zr, %) на предел прочности (σв) для нескольких никелевых спла- вов (Х20Н80, ХН60ВТ, ХН65ВБМЮ) построена гра- фическая модель с уравнением математической зависимости и высоким коэффициентом корреля- ции (r = 0,92)�� В дальнейшем результаты работы дадут возмож- ность прогнозировать с наименьшими затратами, а при необходимости практически подтверждать свойства исследуемых сплавов�� ЛИТЕРАТУРА 1�� Каблов Е. Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей�� – М��: Наука, 1998�� – 632 с�� 2�� Химушин Ф. Ф. Жаропрочные стали и сплавы�� – М��: Машиностроение, 1965�� – 637 с�� 3�� Структура и свойства никелевого сплава Х20Н80, легированного цирконием / В�� В�� Тарабин, Н�� А�� Лысенко, П�� Д�� Жеманюк, Э�� И�� Цивирко // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні�� – 2002�� – № 1�� – С�� 25-28�� 4�� Легирование и модифицирование никелевых сплавов цирконием / Э�� И�� Цивирко, Н�� А�� Лысенко, В�� Г�� Клочихин, П�� Д�� Жеманюк // Там же�� – 2007�� – № 2�� – С�� 22-29�� 5�� Полинец В. А., Зимина Л. Н., Цветкова В. К. Влияние бора, церия и циркония на свойства литого сплава ХН65ВБМЮ // Металловедение и термическая обработка металлов�� – 1978�� – № 11�� – С�� 37-40�� Солоков С. С., Самойлов Ю. В., Самойлов В. Є. Вплив легуючих елементів на механічні властивості та структуру сплавів на основі нікелю Вивчено вплив легуючих елементів на механічні та експлуатаційні властивості жароміцних сплавів на основі нікелю з метою подальшого прогнозування та отримання сплавів з необхідними властивостями. Анотація нікель, сплав, легування, властивості, прогнозування, модель Ключові слова Рис. Изменение значений σв в жаропрочных никелевых сплавах в зависимости от содержания циркония: σв = 3,6382e0,7585 Zr, МПа; r = 0,92 Изменение значений σв в жаропрочных никелевых сплавах в зависимости от содержания Zr П ре де л пр оч но ст и, σ в, М П а 70 60 50 40 30 20 10 0 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 Содержание, Zr, % � �МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2 (213) ’2011 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2 (213) ’2011� �МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2 (213) ’2011 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2 (213) ’2011 nickel, alloy, alloying, properties, forecasting, modelKeywords Solokov S., Samoylov Y., Samoylov V. The influence of addition elements on mechanical properties and structure of nickel alloys The research of addition elements impact on mechanical properties and running ability of heatproof nickel alloys was done. The aim of this research is the opportunity of scientific prognostication and production of alloys with necessary properties. Summary Поступила 26��05��10 Ж ароміцні ливарні нікелеві сплави – це складні багатокомпонентні гетерофазні системи, ви- сокий рівень температурної працездатності і термічна стабільність яких визначаються ком- плексом термодинамічних, кінетичних і структурних факторів�� До термодинамічних факторів відносяться: енергія міжфазних границь, розчинність легуючих елементів у фазових складових і температурна зона існування фаз, що зміцнюють�� До кінетичних – ди- фузійна рухливість легуючих елементів у фазах і на численних поверхнях розділу металеву матрицю�� До структурних – кількість, розмір, морфологія і розпо- діл структурних складових, а також ступінь струк- турної досконалості та різноманітні поверхні розділу (границі зерен, мікропори, міжфазні поверхні розділу)�� Структура жароміцних сплавів разом з хімічним складом є одним з головних факторів, які визначають їх властивості, такі як жароміцність, пластичність, опір втомі та інші�� Тому отримання оптимальної для даного сплаву структури є важливою умовою одер- жання потрібних властивостей і забезпечення підви- щеної працездатності матеріалу�� Структура жароміцних нікелевих сплавів скла- дається з матриці (γ-фази), яка представляє собою УДК 621.74.045:669.24:621.984 О. С. Сергієнко, Г. А. Бялік Запорізький національний технічний університет, Запоріжжя Вплив гарячого ізостатичного пресування на структуру та механічні властивості жароміцних нікелевих сплавів* Наведено характеристики жароміцних сплавів на основі нікелю і теорію гарячого ізостатичного пресування (ГІП), можливості його застосування та вплив на структуру і механічні властивості сплавів, а також приклад видалення дефектів у литих зразках. Ключові слова: нікелевий сплав, дефект, гаряче ізостатичне пресування, структура, механічні властивості складнолегований твердий розчин на основі нікелю, і твердого розчину (γ’-фази) на основі інтерметалід- ного з’єднання Ni3Al�� Головним зміцнювачем є (γ’-фа- за), частинки якої створюють надійні перешкоди для ковзання і переповзання дислокацій в умовах висо- котемпературної повзучості�� Жароміцні нікелеві сплави використовують для виробництва деталей газотурбінних двигунів�� З ме- тою виявлення ливарних дефектів виливків прово- дять візуальний контроль виробів – рентгенівський (на відсутність внутрішніх дефектів) і капілярний (на відсутність поверхневих дефектів) та їх макро- структури�� Найпоширеніші внутрішні дефекти ви- ливків – усадкові та газові раковини і рихлоти, трі- щини, неспаї, окисні плівки і засмічення�� Для видалення мілких внутрішніх дефектів ви- ливків із жароміцних сплавів можна використову- вати метод гарячого ізостатичного пресування (ГІП)�� На рисунку показано рентгенівські знімки зразків до і після ГІП: очевидно, що внутрішні дефекти було виправлено�� ГІП – це технологічний процес, при яко- му деталі піддаються впливу інертного газу з висо- ким тиском і температурою�� Однаковий тиск у всіх напрямках гарантує ізотропність властивостей�� * По материалам VI Международной научно-практической конференции «ЛИТЬЕ-2010», состоявшейся 21-23 апреля 2010 г. в Запо- рожье

Влияние легирующих элементов на механические свойства и структуру сплавов на основе никеля

Репозитарії

Схожі ресурси