Влияние интенсивной пластической деформации кручением и термической обработки на микроструктуру и микротвердость никелевого сплава вкна-25

Введение 3
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 4
1.1 Структура, фазовый состав и свойства сплавов типа ВКНА на основе интерметаллида Ni3Al. 4
1.2 Структура и свойства интерметаллидного 6
сплава ВКНА-25. 6
1.3 Методы интенсивной пластической деформации (ИПД) и их влияние на структуру и свойства металлов и сплавов. 7
1.3.1 Интенсивная пластическая деформация кручением 9
1.3.2 Равноканальное угловое прессование (РКПУ) 13
1.3.3 Многократная прокатка 15
1.3.4 Многократная всесторонняя ковка 16
1.4 Влияние ИПДК и последующей термической обработки (ТО) на структуру и свойства металлов и сплавов, в том числе на основе никеля 19
2. Материал и методики исследования 22
2.1 Материал исследования 22
2.2 Методика вырезки образцов для исследования 23
2.3 Методика ИПДК 23
2.4 Методика просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) 24
2.5 Методика измерения микротвердости. 24
2.5. Термическая обработка 25
3. Результаты исследования 26
3.1 Анализ исходной структуры сплава ВКНА-25 26
3.2 Влияние ИПДК на микротвердость сплава ВКНА-25 26
3.3 Влияние ТО на структуру и свойства сплава ВКНА-25 28
Выводы 30
Список литературы 31

Весь текст будет доступен после покупки

Жаропрочные сплавы на основе никеля представляют собой перспективные материалы для создания деталей горячего тракта газотурбинных двигателей (ГТД), включая детали камеры сгорания, рабочие и сопловые лопатки, диски турбины и другие узлы, работающие при высоких температурах от 900 до 1250 ? [1-4]. Использование технологий сверхпластической деформации целесообразно для изготовления деталей ГТД из-за низкой пластичности и труднодеформируемости жаропрочных сплавов на основе никеля [5].

В настоящее время актуальной проблемой является разработка термомеханических режимов для получения высококачественных твердофазных соединений из жаропрочных сплавов на основе никеля, что важно для создания деталей, таких как детали типа "БЛИСК" [6-8]. Деталь типа "БЛИСК" представляет собой цельный диск с лопатками и используется в ГТД для снижения массы и экономии металла. Для изготовления лопаток деталей типа "БЛИСК" применяют интерметаллидные сплавы [7,9-12], например, сплав ВКНА с монокристаллической структурой на основе интерметаллида Ni3Al, обладающий высокой температурой плавления (1365-1395 °С), высокой жаропрочностью, жаростойкостью и более низкой плотностью (8±0,1 г/см3) [12].

Весь текст будет доступен после покупки

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Структура, фазовый состав и свойства сплавов типа ВКНА на основе интерметаллида Ni3Al.
Жаропрочные сплавы на основе никеля имеют сложный химический состав, включающий такие компоненты как Cr, Mo, W, V, Al, Ti, Nb, C, B, Ce, Hf и другие. Эти компоненты тщательно сбалансированы для достижения необходимых свойств. В настоящее время такие сплавы используются для изготовления деталей газотурбинных двигателей, например, детали типа "БЛИСК", которые работают в самых высоких температурных зонах двигателя. В состав жаропрочных никелевых сплавов входят редкоземельные легирующие металлы, такие как рений, что способствует повышению температуры эксплуатации сплавов.

Интерметаллиды представляют собой химические соединения двух или более металлов с фиксированным соотношением между компонентами. Они обладают сложной кристаллической структурой с ковалентной составляющей до 30% в межатомных связях, что определяет их уникальные физикомеханические свойства, такие как высокая жаропрочность, низкая плотность, низкая возгораемость в кислороде, и высокая износостойкость. Из алюминидов никеля наибольший интерес как жаропрочные материалы представляют интерметаллиды Ni3Al.

Сплав на основе Ni3Al ВКНА-4У относится к комплексно-легированным и обладает структурой, состоящей из первичных кристаллов ?'-твердого раствора на основе Ni3Al, тугоплавкой эвтектикой (?'+?) и пограничных выделений карбидов типа MeC. Эта структура обладает высокой термической стабильностью, сохраняя прочность и пластичность при длительных нагревах при высоких температурах.

Интерметаллидный сплав ВКНА-25 также имеет сложный химический состав, включающий такие элементы как Ni, Al, Cr, Mo, W, V, Ti, C, Ta, La, Re, и другие. Его структура представляет собой дендриты эвтектического происхождения с двухфазным строением, где выделения твердого раствора ?эвт на основе никеля равномерно распределены в ?'эвт - матрице и образуют сетку прерывистых прослоек, разделенных относительно крупными выделениями ?'-фазы.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Кишкин, С. Т. Создание, исследование и применение жаропрочных сплавов: Избранные труды (К 100–летию со дня рождения) / С. Т. Кишкин. – М.: Наука, 2006. – 407 с.
2. Химушин, Ф. Ф. Жаропрочные стали и сплавы / Ф. Ф. Химушин. – М.: Металлургия, 1969. – 749 с.
3. Симс, Ч. Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. / Ч. Симс, Т. Столофф, В. Хагель; в 2–х кн. – пер. с англ. – М.: Металлургия, 1995. – 568 с.
4. Akca, E. A review on Superalloys and IN718 nickel–based INCONEL Superalloy / E. Akca, A. Gursel // Periodicals of engineering and natural sciences. – 2015. – Vol. 3, no. 1. – P. 15–27
5. Кайбышев, О. А. Сверхпластичность, измельчение структуры и обработка труднодеформируемых сплавов / О. А. Кайбышев, Ф. З. Утяшев. – М.: Наука, 2002. – 438 с.
6. Логунов, А. В. Жаропрочные никелевые сплавы для лопаток и дисков газовых турбин / А. В. Логунов – М.: ООО «Издательский дом «Газотурбинные технологии», 2017. – 854 с.
7. Оспенникова, О. Г. Изготовление конструкции типа «Блиск» из разноименного сочетания материалов (Обзор) / О. Г. Оспенникова, В. И. Лукин, А. Н. Афанасьев–Ходыкин, И. А. Галушка // Труды ВИАМ. Жаропрочные стали и сплавы. – 2018. – № 10 (70). – С. 10–16. 171
8. Магеррамова, Л. А. Применение биметаллических блисков, изготавливаемых методом ГИП из гранулируемых и литейных никелевых суперсплавов, для увеличения надежности и ресурса газовых турбин / Л. А. Магеррамова // Вестн. УГАТУ. – 2011. – Т. 15, № 4 (44). – С. 33–38.

Весь текст будет доступен после покупки